Истребитель Bell P-63 Kingcobra
Bell P-63A-9 (42-69644) в одном из испытательных полетов. Королевская кобра не вызвала особого интереса у ВВС США, но производилась в больших количествах в первую очередь
для Советского Союза.
Bell P-63 Kingcobra был вторым американским истребителем с ламинарным крылом после «Мустанга» и единственным американским одноместным истребителем, прототип которого поднялся в воздух после нападения японцев на Перл-Харбор, а серийное производство было начато во время войны. Хотя Р-63 не вызвал особого интереса у американских ВВС, он производился в больших количествах для нужд союзников, прежде всего СССР. После Второй мировой войны «Кингкобры» также использовались в боевых действиях французскими военно-воздушными силами.
В конце 1940 года специалисты материально-технического отдела авиационного корпуса города Райт-Филд, штат Огайо, начали полагать, что истребитель P-39 «Аэрокобра» не сможет стать хорошим высокопроизводительным перехватчиком на большой высоте. Радикальное улучшение ситуации могло принести только использование более мощного двигателя и снижение аэродинамического сопротивления. Выбор пал на 12-цилиндровый рядный V-образный двигатель жидкостного охлаждения Continental V-1430-1 максимальной мощностью 1600-1700 л.с. В предыдущие годы ВВС США (USAAC) вложили значительные средства в его разработку, рассматривая его как альтернативу двигателю Allison V-1710. В том же году Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA) сделал так называемый ламинарный авиационный профиль, основанный на исследованиях, проведенных в Мемориальной авиационной лаборатории Лэнгли (LMAL) выпускником Калифорнийского университета Истманом Никсоном Джейкобсом. Новый профиль характеризовался тем, что его максимальная толщина составляла от 40 до 60 процентов. хорды (обычные профили имеют максимальную толщину не более 25% хорды). Это позволило создать ламинарный (невозмущенный) поток над гораздо большей площадью крыла, что, в свою очередь, привело к гораздо меньшему аэродинамическому сопротивлению. Конструкторы и военнослужащие надеялись, что сочетание мощного двигателя с аэродинамически улучшенным планером приведет к созданию удачного перехватчика.
В середине февраля 1941 года конструкторы Bell Aircraft Corporation встретились с представителями отдела материальных средств, чтобы обсудить возможность постройки нового истребителя. Белл представил два предложения — Модель 23, модифицированный Р-39 с двигателем V-1430-1, и Модель 24, представляющую собой совершенно новый самолет с крылом ламинарного профиля. Первый реализовать было быстрее, пока новый движок был доступен вовремя. Второй требовал гораздо больше времени на этап исследований и разработок, но конечный результат должен был быть намного лучше. Оба предложения привлекли внимание USAAC и привели к разработке XP-39E (упомянутого в статье о P-39 Airacobra) и P-63 Kingcobra. 1 апреля Bell представила детальную спецификацию Model 24 в Отдел материальных средств вместе со сметой расходов. После почти двух месяцев переговоров, 27 июня, Bell получила контракт № W535-ac-18966 на постройку двух летающих прототипов Model 24, обозначенных как XP-63 (серийные номера 41-19511 и 41-19512; XR- 631-1) и статические и усталостные испытания наземного планера.
Проект
Работы по эскизному проекту Model 24 начались в конце 1940 г. Технический проект XP-63 выполнял инж. Дэниел Дж. Фабриси-младший Самолет имел сходный с Р-39 силуэт, что явилось результатом сохранения той же конструктивной схемы — свободнонесущего низкоплана с убирающимся трехколесным шасси с передним колесом, 37-мм пушкой, стреляющей через гребной вал, двигатель в районе центра тяжести конструкции и кабины пилота между пушкой и двигателем. Конструкция планера была совершенно новой. В процессе проектирования были доработаны почти все узлы и элементы конструкции, так что в итоге Р-39 и Р-63 не имели общих частей. По сравнению с Р-39Д длина самолета увеличилась с 9,19 до 9,97 м, размах горизонтального оперения с 3962 до 4039 мм, колея основных стоек шасси с 3454 до 4343 мм, базового шасси с 3042 мм. до 3282 мм. Неизменной осталась лишь максимальная ширина фюзеляжа, определяемая шириной двигателя и составлявшая 883 мм. Фонарь кабины был изменен, чтобы включить в лобовое стекло встроенное плоское пуленепробиваемое стекло толщиной 38 мм. Вертикальное оперение также имело новую форму. Рули высоты и направления были обтянуты полотном, а элероны и закрылки – металлическими. Увеличены съемные панели и смотровые люки, чтобы облегчить механикам доступ к оружию и снаряжению.
Однако самой важной новинкой стали крылья с ламинарным профилем NACA 66(215)-116/216. В отличие от крыльев Р-39 они имели конструкцию, основанную на двух балках – основной и вспомогательной задней, служивших для крепления элеронов и закрылков. Увеличение хорды в корне с 2506 до 2540 мм и пролета с 10,36 до 11,68 м привело к увеличению несущей поверхности с 19,81 до 23,04 м2. Крылья клинили к фюзеляжу под углом 1°18′ и имели подъем 3°40′. Вместо крокодиловых створок используются откидные створки. Модели крыльев, хвостового оперения и всего самолета в масштабе 1:2,5 и 1:12 были всесторонне протестированы в аэродинамических трубах NACA LMAL в Лэнгли-Филд, штат Вирджиния, и в Райт-Филд. Испытания подтвердили правильность идеи Джейкобса и в то же время позволили конструкторам Белла доработать конструкцию элеронов и закрылков, а также форму воздухозаборников гликолевого и масляного радиаторов.
Основным недостатком крыльев ламинарного профиля было то, что для сохранения своих аэродинамических свойств они должны были иметь очень гладкую поверхность, лишенную выступающих элементов и неровностей, которые могли нарушить воздушный поток. Специалисты и дизайнеры NACA были обеспокоены тем, сможет ли процесс массового производства точно воспроизвести форму профиля. Чтобы проверить это, рабочие Bell сделали пробную пару новых крыльев, не зная, для чего они предназначены. После испытаний в аэродинамической трубе LMAL выяснилось, что крылья соответствуют установленному стандарту.
