Белл P-63 Кингкобра: История разработки и испытаний истребителя

Введение

Среднемоторный истребитель

Bell P-63 Kingcobra – американский истребитель, разработанный компанией Bell Aircraft во время Второй мировой войны. Созданный на базе предшествующего Bell P-39 Airacobra, P-63 в своем дизайне учитывал предложения пилотов P-39 и превосходил своего предшественника практически во всех аспектах. P-63 не был принят на вооружение Военно-воздушными силами США для боевого применения. Тем не менее, он использовался во время Второй мировой войны советскими Военно-воздушными силами, которые также были крупнейшим эксплуатантом P-39.

XP-39E

Хотя P-39 изначально создавался как перехватчик, в дальнейшем было решено снизить стоимость и сложность двигателя за счет удаления турбонаддува. Это существенно ухудшило высотные характеристики, и Bell предложил экспериментальную серию для испытания различных решений. В результате XP-39E имел два основных отличия от более ранней P-39D, на базе которой он был разработан. Первое – переработанное крыло. Корневой профиль, NACA 0015 на других моделях P-39, был изменен на NACA 0018 для увеличения внутреннего объема. Второе – переход на двигатель Continental I-1430, отличавшийся улучшенной конструкцией, разработанной в рамках программы «гипердвигатель», а также усовершенствованным компрессором. В апреле 1941 года было заказано три прототипа с серийными номерами 41-19501, 41-19502 и 42-7164. Двигатель I-1430 продолжал испытывать проблемы при разработке и не мог быть поставлен вовремя, поэтому его заменили на Allison V-1710-47, аналогичный двигателю P-39. Каждый прототип испытывался с различными конфигурациями крыла и хвостового оперения: 41-19501 имел округлый вертикальный стабилизатор, но с прямоугольными законцовками горизонтального оперения; 41-19502 – прямоугольные киль и руль направления, а также большие обтекатели у основания крыла; и 42-7164 – все его аэродинамические поверхности были прямоугольными. XP-39E оказался быстрее серийной «Айракобры», достигнув максимальной скорости на высоте 6608,06 м во время испытаний. Однако XP-39E во всех остальных аспектах считался уступающим P-39 Airacobra, поэтому его не приняли на вооружение.

XP-63

Хотя XP 39E оказался разочаровывающим, ВВС США тем не менее проявляли интерес к еще более крупному самолету, основанному на той же базовой компоновке. Еще до первого полета, 27 июня 1941 года, ВВС США разместили заказ на два прототипа увеличенной версии, оснащенных тем же двигателем V-1710-47. Новая конструкция получила обозначение XP-63 и серийные номера 41-19511 и 41-19512. Был заказан и третий прототип, 42-78015, использующий Packard V-1650, американскую версию двигателя Rolls Royce Merlin. XP-63 был больше по всем размерам, чем Airacobra. Крыло было перепроектировано вновь, на этот раз с использованием новых профилей NACA ламинарного потока: NACA 66(215)-116 a=0.6 у корневой части и NACA 66(215)-216 a=0.6 на законцовке. Отношение сужения крыла составляло приблизительно 2:1, размах крыла – 11,58 м, а площадь крыла – около 15 м². Двигатель был оснащен вторым дистанционно установленным нагнетателем, дополняющим обычный одноступенчатый нагнетатель. На больших высотах, когда требовался дополнительный наддув, гидравлическая муфта включала второй нагнетатель, увеличивая практический потолок на 3048 м. Также был стандартизирован четырехлопастный воздушный винт большего диаметра. Постоянной претензией к Airacobra было то, что его носовое вооружение было труднодоступно для наземного обслуживания; для устранения этой проблемы фюзеляж XP-63 был оснащен более крупными панелями капота. В сентябре 1942 года, еще до первого полета прототипа, ВВС США распорядились начать серийное производство как P-63A (модель 33). Вооружение P-63A должно было быть аналогично текущему P-39Q: одна пушка M4, стреляющая через ступицу воздушного винта, два синхронизированных пулемета в капоте и два пулемета в подкрыльевых гондолах. Первый прототип, 41-19511, совершил первый полет 7 декабря 1942 года. Он был уничтожен 28 января 1943 года из-за того, что не смог выпустить шасси. Второй прототип, 41-19512, последовал за ним 5 февраля 1943 года. Он также был уничтожен, на этот раз из-за отказа двигателя. Вместо двигателя Merlin прототип 42-78015 был поставлен с другим двигателем Allison V-1710-93, который имел аварийный военный рейтинг мощности на уровне моря, что сделало этот прототип одним из самых быстрых Kingcobra, достигших скорости на высоте 7345,68 м.

Although the XP 39E proved disappointing, the USAAF was nevertheless interested in an even larger aircraft based on the same basic layout. Even before its first flight, the USAAF placed an order on 27 June 1941 for two prototypes of an enlarged version powered by the same V 1710 47. The new design was given the designation XP 63 and serials were 41 19511 and 41 19512. A third prototype was also ordered, 42 78015, using the Packard V 1650, the U. S. built version of the Rolls Royce Merlin engine. The XP 63 was larger in all dimensions than the Airacobra. The wing was redesigned again, this time with new NACA laminar flow airfoils, 66(215) 116 a=0.6 at the root and a NACA 66(215) 216 a=0.6 at the tip. The wing taper ratio was approximately 2:1, span was 11.58 m, and wing area was The engine was fitted with a second remotely mounted supercharger, supplementing the normal single stage supercharger. At higher altitudes, when additional boost was required, a hydraulic clutch would engage the second supercharger, adding 3048.00 m to the service ceiling. A larger four bladed propeller was also standardized. A persistent complaint about the Airacobra was that its nose armament was not easily accessible for ground maintenance; to cure this problem the XP 63 airframe was fitted with larger cowling panels. In September 1942, even before the prototype flew, the USAAF ordered it into production as the P 63A (Model 33). The P 63A's armament was to be the same as the current P 39Q, a single M4 cannon firing through the propeller hub, two synchronized machine guns in the cowl, and two machine guns in underwing gondolas. The first prototype, 41 19511, flew for the first time on 7 December 1942. It was destroyed on 28 January 1943 when its landing gear failed to extend. The second prototype, 41 19512, followed on 5 February 1943. It, too, was destroyed, this time due to an engine failure. The Merlin engined 42 78015 (as Merlins were primarily needed for the P 51 Mustang) was delivered with another Allison instead, a 93, which had a war emergency rating of at sea level, making this prototype one of the fastest Kingcobras built, attaining at 7345.68 m.

Поставки серийных P-63A начались в октябре 1943 года. ВВС США пришли к выводу, что Kingcobra уступает Mustang, и отказались от заказа больших партий. Однако американские союзники, особенно Советский Союз, испытывали острую потребность в истребителях, и Советский Союз уже был крупнейшим эксплуатантом Airacobra. Поэтому Kingcobra был запущен в производство для поставки по программе ленд-лиза. В феврале 1944 года советское правительство направило опытного летчика-испытателя Андрея Григорьевича Кочеткова и авиационного инженера Федора Павловича Супруна на заводы Bell для участия в разработке первого серийного варианта P-63A. Первоначально проигнорированные инженерами Bell, экспертные испытания Кочеткова характеристик штопора самолета (которые привели к деформации фюзеляжа) в конечном итоге привели к значительной роли Советского Союза в разработке. После того, как восстановление из плоского штопора оказалось невозможным, и после того, как Кочетков сделал окончательную рекомендацию о том, что пилоты должны катапультироваться при входе в такой штопор, он получил благодарность от компании Irving Parachute Company. Максимальный задний центр тяжести Kingcobra был перемещен вперед для облегчения выхода из штопора. P-63A-8, серийный номер 269261, был тщательно испытан в ЦАГИ в то время самой большой в мире аэродинамической трубе. Советский вклад был значительным. Поскольку Советский Союз был крупнейшим покупателем самолетов, Bell быстро внедрял их предложения. Большинство изменений в подвариантах A были прямым результатом советского вклада, например, усиленная броня кабины пилота и усиление фюзеляжа на A-5, подкрыльевые узлы крепления и дополнительные топливные баки на A-6 и т.д. Советский Союз даже экспериментировал с лыжным шасси для P-63A-6, но это так и не было запущено в производство. Наиболее важным вкладом Советского Союза стало перемещение основной пушки вперед, что благоприятно изменило центр тяжести и увеличило боекомплект с 30 до 58 снарядов для варианта A-9. P-63 обладал впечатляющей скоростью крена, превосходя американские P-47, P-40 и P-51, а также японский истребитель Kawanishi N1K2 Shiden Kai со скоростью 110° в секунду на высоте.

Deliveries of production P 63As began in October 1943. The USAAF concluded the Kingcobra was inferior to the Mustang, and declined to order larger quantities. American allies, particularly the Soviet Union, had a great need for fighter aircraft, however, and the Soviets were already the largest users of the Airacobra. Therefore, the Kingcobra was ordered into production to be delivered under Lend Lease. In February 1944, the Soviet government sent a highly experienced test pilot, Andrey G. Kochetkov, and an aviation engineer, Fyodor P. Suprun, to the Bell factories to participate in the development of the first production variant, the P 63A. Initially ignored by Bell engineers, Kochetkov's expert testing of the machine's spin characteristics (which led to airframe buckling) eventually led to a significant Soviet role in the development. After flat spin recovery proved impossible, and upon Kochetkov's making a final recommendation that pilots should bail out upon entering such a spin, he received a commendation from the Irving Parachute Company. The Kingcobra's maximum aft CG was moved forward to facilitate recovery from spins. P 63A 8, SN 269261, was extensively tested at TsAGI in what was then the world's largest wind tunnel. Soviet input was significant. With the Soviet Union being the largest buyer of the aircraft, Bell was quick to implement their suggestions. Most of the changes in the A sub variants were a direct result of Soviet input, e. g. increased pilot armor and fuselage hardpoint on the A 5, underwing hardpoints and extra fuel tanks on the A 6, etc. The Soviet Union even experimented with ski landing gear for the P 63A 6, but this never reached production. Most significantly, Soviet input resulted in moving the main cannon forward, favorably changing the center of gravity, and increasing its ammunition load from 30 to 58 rounds for the A 9 variant. The P 63 had an impressive roll rate, besting the US P 47, P 40, and P 51—and the Japanese Navy's Kawanishi N1K2 Shiden Kai fighter—with a rate of 110° per second at .

Летающий самолет L-39

После войны два самолета P-63C, изъятых из военных запасов, были модифицированы компанией Bell по контракту с ВМС для летных испытаний характеристик на малых скоростях и сваливания высокоскоростных крыльев. Самолеты получили новые крылья с регулируемыми предкрылками, закрылками и выраженным углом стреловидности в 35 градусов. Крылья не имели ниш для шасси; убиралась только носовая стойка. L-39 1 совершил первый полет 23 апреля 1946 года, продемонстрировав необходимость увеличения площади хвостового оперения и длины хвостовой части фюзеляжа для обеспечения устойчивости в полете – изменение положения крыла снизило эффективность рулей и переместило центр давления назад. Был установлен более легкий трехлопастный винт от P-39Q-10 и внесены необходимые изменения в хвостовое оперение. L-39 2 изначально был построен с учетом этих доработок. L-39 1 впоследствии был передан в NACA в Лэнгли для испытаний в аэродинамической трубе, где было получено множество ценных данных. L-39 2 также использовался в качестве испытательной платформы для крыла Bell X-2 с углом стреловидности 40 градусов.

Советский Союз

Первой серийно поставляемой в Советский Союз версией была P-63A-7 с увеличенным вертикальным оперением, усиленными крыльями и фюзеляжем. Фюзеляж требовал дополнительного усиления, поэтому в октябре 1944 года был разработан комплект для усиления уже находящихся в эксплуатации P-63. Пилоты службы перегонки самолетов Командования воздушного транспорта, включая женщин-пилотов программы WASP, забирали самолеты на заводе Bell в Ниагарском водопаде, штат Нью-Йорк, и доставляли их в Грейт-Фолс, штат Монтана, а затем по Северо-Западному маршруту через Канаду на Аляску, где советские пилоты службы перегонки, многие из которых также были женщинами, принимали самолеты в Номе и перелетали в Советский Союз через Берингов пролив по маршруту Аляска-Сибирь (ALSIB). Всего в СССР было поставлено 2397 (2672, по другим данным) самолетов, что составляет 72,6% от общего количества серийных самолетов – 3303. Согласно соглашению 1943 года, использование P-63 против Германии для советских войск не допускалось, и предполагалось сосредоточить их на Советском Дальнем Востоке для возможного нападения на Японию. Однако существует множество неподтвержденных сообщений как из советских, так и из немецких источников, свидетельствующих о том, что P-63 действительно участвовали в боях против Люфтваффе. В мемуарах, опубликованных в 1990-х годах, один из пилотов Покрышкина сообщил, что весь 4-й гвардейский истребительный авиационный полк (4 ГвИАП) был тайно переоснащен P-63 в 1944 году, хотя официально продолжал летать на P-39. В одном из свидетельств говорится, что они участвовали в боях под Кёнигсбергом, в Польше и в финальном штурме Берлина. Имеются немецкие сообщения об уничтоженных истребителями и зенитной артиллерией P-63. Ханс Рудель, наиболее награжденный пилот Люфтваффе, в своих мемуарах пишет: "Мы часто сталкивались с американскими самолетами, особенно с "Айракобрами", "Кингкобрами" и "Бостонами". Это происходило на Курляндском фронте в конце войны. Тем не менее, все советские документы свидетельствуют об использовании против Германии только P-39. В целом, в официальных советских исторических работах роль самолетов, поставленных по ленд-лизу, преуменьшалась в пользу отечественных разработок, но известно, что P-63 был успешным истребителем на советской службе. Распространенное на Западе заблуждение состоит в том, что истребители Bell использовались в качестве штурмовиков. Советские войска разработали эффективную тактику группового воздушного боя для истребителей Bell и одержали значительное количество воздушных побед над различными немецкими самолетами. Небольшая высота, короткие вылеты, хорошее радиооборудование, герметичная и отапливаемая кабина и прочность способствовали их эффективности. Пилотам, летавшим на сложный Polikarpov I-16, аэродинамические особенности среднемоторного самолета были не важны. На Дальнем Востоке самолеты P-63 и P-39 использовались при советском вторжении в Маньчжурию и Северную Корею. В Тихоокеанском регионе "Кингкобры" выполняли задачи сопровождения, непосредственной поддержки с воздуха и штурмовки наземных целей. Советские P-63 одержали свою первую воздушную победу 15 августа 1945 года, когда лейтенант И. Ф. Мирошниченко из 17-го ИАП/190 ИАД сбил истребитель Nakajima Ki-43 Hayabusa IJAAS у побережья Северной Кореи, совершив два захода на штурмовку перед возвращением на базу. Советские источники утверждают, что атака была преднамеренной, но пилоты заявили, что это произошло из-за ошибки в навигации. Аэродром принадлежал ВВС Тихоокеанского флота (ВВС ТОФ), но был занят 821-м истребительным авиационным полком (821 ИАП) 190-й истребительной авиационной дивизии (190 ИАД). В основном пострадали самолеты 1-й эскадрильи 821 ИАП: 12 P-63 были повреждены, один P-63 сгорел, а остальные поврежденные самолеты удалось отремонтировать. Человеческих потерь не было.

The first version to be supplied in quantity to the Soviet Union was the P 63A 7 with a higher vertical tail, and reinforced wings and fuselage. The fuselage proved to need strengthening; consequently, in October 1944 a reinforcement kit for operational P 63s was developed. Air Transport Command ferry pilots, including U. S. women pilots of the WASP program, picked up the planes at the Bell factory at Niagara Falls, New York, and flew them to Great Falls, Montana and then onward via the Northwest Staging Route through Canada to Alaska, where Soviet ferry pilots, many of them also women, would take delivery of the aircraft at Nome and fly them to the Soviet Union over the Bering Strait via the Alaska Siberia route (ALSIB). A total of 2,397 (2,672, according to other sources) aircraft were delivered to the USSR, 72.6% of the overall 3,303 production aircraft. By a 1943 agreement, P 63s were not allowed for Soviet use against Germany and were supposed to be concentrated in the Soviet Far East for an eventual attack on Japan. However, there are many unconfirmed reports from both Soviet and German sources that P 63s did indeed see service against the Luftwaffe. In memoirs published in the 1990s, one of Pokryshkin's pilots reported that the entire 4th Guards Fighter Aviation Regiment (4 GvIAP) was secretly converted to P 63s in 1944, while officially still flying P 39s. One account states they were in action at Königsberg, in Poland and in the final assault on Berlin. There are German reports of P 63s shot down by both fighters and flak. Hans Rudel, the most decorated pilot of the Luftwaffe, states in his memoirs, "We often encounter American types of aircraft, especially Airacobras, Kingcobras and Bostons." This was in the Courland front towards the end of the war. Nevertheless, all Soviet records show nothing but P 39s used against Germany. In general, official Soviet histories played down the role of Lend Lease supplied aircraft in favor of local designs, but it is known that the P 63 was a successful fighter aircraft in Soviet service. A common Western misconception is that the Bell fighters were used as ground attack aircraft. The Soviets developed successful group aerial fighting tactics for the Bell fighters and scored a surprising number of aerial victories over a variety of German aircraft. Low ceilings, short missions, good radios, a sealed and warm cockpit and ruggedness contributed to their effectiveness. To pilots who had once flown the tricky Polikarpov I 16, the aerodynamic quirks of the mid engined aircraft were unimportant. In the Far East, P 63 and P 39 aircraft were used in the Soviet invasion of Manchukuo and northern Korea. In the Pacific theatre, the Kingcobras flew escort, close air support and ground attack missions. The Soviet P 63s achieved their first air victory on 15 August 1945, when Lejtenant I. F. Miroshnichenko from 17th IAP/190 IAD, shot down a Nakajima Ki 43 Hayabusa IJAAS fighter off the coast of North Korea. making two strafing runs before returning to their home base. Soviet sources say the attack was intentional, but the pilots claimed it was a result of a navigational error. The airfield belonged to the Air Forces of the Pacific Fleet (VVS TOF), but it was occupied by the 821st Fighter Aviation Regiment (821 IAP) of the 190th Fighter Aviation Division (190 IAD). Mostly aircraft of the 1st Squadron of 821 IAP were hit with 12 P 63s damaged, one P 63 burned to the ground while the other damaged aircraft were able to be repaired. There were no human losses.

Франция

В 1945 году 114 самолетов более поздних модификаций были поставлены во французские ВВС (Armée de l'Air), но прибыли слишком поздно для участия во Второй мировой войне. Они принимали участие в Первой Индокитайской войне, прежде чем в 1951 году были заменены. Первоначально французские Kingcobra были развернуты в Алжире. Истребительная группа (Groupe de Chasse) 2/6 "Travail", ранее оснащенная P-39 Airacobra, получила свои Kingcobra 18 июля в Касабланке; пилоты были удивлены более высокой скоростью захода на посадку новых самолетов. Kingcobra были переброшены в Индокитай с началом восстания. К январю 1950 года в Индокитае было оперативно только 60 Kingcobra, главным образом из-за отказа американской стороны поставлять запасные части. Начиная с февраля 1951 года, подразделения, оснащенные Kingcobra, начали получать Grumman F8F Bearcat на замену. К июлю большинство Kingcobra были поставлены на хранение. Последний полет Kingcobra в Индокитае состоялся 6 сентября 1951 года.

Операции по "пинболу"

Его основное применение на американской службе было необычным – в качестве пилотируемой летающей мишени для артиллерийской практики. Самолет обычно окрашивали в ярко-оранжевый цвет для повышения его видимости. Со всех этих RP-63 снималось штатное вооружение и броня, а затем на самолет крепили более тонны броневых листов. Он оснащался датчиками, фиксирующими попадания, которые сигнализировались зажиганием лампы в ступице винта, на месте, где должна была быть пушка. За это самолет неофициально прозвали "Пинбол".

Испытание РАЭ

Британские инженеры, как и американцы, проявляли растущий интерес к применению ламинарных профилей во время Второй мировой войны. В попытке узнать больше о практическом применении ламинарных профилей, в 1945 году Королевский авиационный институт (RAE) провел программу летных испытаний с одним из двух P-63A, полученных Соединенным Королевством. Самолет был оснащен системой гребневых датчиков, установленной снаружи, за крылом, для измерения дефицита импульса и, следовательно, сопротивления профиля. RAE сначала проверила самолет в исходной конфигурации ("как поставлено"). Профиль крыла был разработан для обеспечения ламинарного обтекания до 60% хорды. В исходной конфигурации было измерено сопротивление профиля, характерное для крыла с переходом пограничного слоя на передней кромке (0% ламинарного обтекания). Уменьшение шероховатости поверхности снизило сопротивление при низких коэффициентах подъемной силы до уровня, соответствующего ламинарному обтеканию до 35% хорды. Показана критическая высота волны для данного применения. Для уменьшения волнообразности сотрудники RAE очистили крыло до чистого металла. Затем крыло было покрыто двумя слоями грунтовки и слоем шпатлевки. После высыхания краска была отшлифована в направлении хорды с использованием шлифовальных блоков, кривизна которых соответствовала местной кривизне поверхности. Эта процедура была повторена несколько раз. Затем волнообразность поверхности была измерена и оказалась не более. В полете эта конфигурация продемонстрировала сопротивление профиля, характерное для перехода пограничного слоя на 60% хорды. Самолет "Crazy Horse Campgrounds" был самым радикально модифицированным P-63 Kingcobra. Неограниченный гоночный самолет с укороченными крыльями "Race 90" Ларри Хэйвена был оснащен крошечным фонарем кабины; он имел полностью серебристую (неполированную алюминиевую) отделку с белым рулем направления и черной окантовкой. Самолет потерпел крушение в океане во время испытательного полета в 1972 году.

Варианты

XP 63 Прототипы (два) (фирменное обозначение – Модель 24); серийные номера USAAF (41-19511 и 41-19512). XP 63A После потери первых двух прототипов был закуплен дополнительный испытательный самолет, серийный номер USAAF 42-78015, первоначально заказанный как летающая лаборатория для предлагаемого P 63B с двигателем Rolls Royce Merlin. P 63A Серийная модель Bell Model 33; было произведено 1725 самолетов P 63A различных модификаций. P 63B Проект серии P 63B с двигателем Rolls Royce Merlin был отменен из-за недоступности двигателей Merlin. P 63C Вторая серийная модель отличалась от P 63A тем, что была оснащена модернизированным двигателем Allison V-1710-117 с форсажной установкой, развивавшей мощность на уровне моря и с водяным впрыском. Размах крыла был уменьшен на. Всего было построено 1227 экземпляров. P 63D Один самолет (43-11718) с двигателем Allison V-1710-109 (E22) имел увеличенный размах крыла (до 11,89 м, общая площадь крыла увеличена до ) и, наиболее заметно, заднюю сдвижную фонарь-кабину. Серия была отменена в 1945 году.

Аварии и инциденты

3 июня 2001 года самолет Bell P-63A потерпел крушение во время Международной авиационной ярмарки Биггин-Хилл в Лондоне, Англия, в результате чего пилот погиб. Пилот находился в верхней точке вертикального маневра, когда, по всей видимости, потерял управление самолетом. Это была вторая авиакатастрофа за 24 часа на Биггин-Хилл, последовавшая за крушением самолета de Havilland Vampire, в котором погибли оба пилота. 12 ноября 2022 года P-63F с бортовым номером 43-11719, принадлежащий Коммеморативной авиационной корпорации и пилотируемый Крейгом Хутейном, столкнулся с Boeing B-17G Flying Fortress Texas Raiders на авиашоу в Далласе, штат Техас. 43-11719 был одним из всего пяти сохранившихся летных P-63 и единственным уцелевшим P-63F из двух построенных. В результате столкновения погибли шесть человек: один в P-63 и пять в B-17.