Тяжелый истребитель-перехватчик Пе-5

[E.tom]

Тяжелый истербитель-перехватчик Пе-5.

Работа над Воздушно-реактивным с компрессором двигателем (ВРДК) была начата в ЦАГИ еще в 1941 г коллективом под руководством профессора Г.Н.Абрамовича. Результаты этих исследований после доклада на научно-техническом совете Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) заинтересовали его начальника В.И Поликовского, и вскоре в ЦИАМе создали специальное конструкторское бюро под руководством К В Холщевниковадля выработки наилучшей схемы ВРДК.

В результате проведенных в ЦИАМ исследований коллективу под руководством К. В. Холщевникова и А.А.Фадеева удалось выбрать более рациональную схему ВРДК. Их силовая установка состояла из поршневого мотора с воздушным винтом изменяемого шага и осевого одноступенчатого компрессора, приводимого во вращение этим же мотором через двухскоростную передачу. Мотор размещался обычным образом, а компрессор находился в туннеле, входная часть которого была выведена в лобовую часть самолета. За компрессором находилась камера сгорания и газовый канал, завершавшийся реактивным соплом с регулируемыми створками.

В данной схеме мощность, развиваемая поршневым мотором, передавалась одновременно и воздушному винту, и компрессору. На взлете и в крейсерском полете ее основным потребителем являлся воздушный винт, при этом компрессор вращался на низшей передаче, а топливо в камеру сгорания не подавалось. Для увеличения скорости до максимальной включали высшую передачу привода компрессора, а в камеру сгорания подавали топливо. При этом уменьшение тяги винта с избытком компенсировалось возникающей реактивной тягой По расчетам, полная суммарная эквивалентная мощность силовой установки, получившей название Э-30-20, с учетом реактивных выхлопных патрубков, должна была составить порядка 3000 л.с. Из-за высокого расхода топлива ВРДК планировали использовать лишь как ускоритель, рассчитанный на кратковременное применение в условиях воздушного боя.

Между тем, в конце 1930-х гг. под руководством A.M.Люльки началась разработка первого советского турбореактивного двигателя ТР-1 с тягой 500 кгс, привод осевого компрессора которого, в отличие от ВРДК, обеспечивала газовая турбина. Однако работы над реактивными двигателями до поры до времени не носили серьезного характера Не в смысле несерьезности разработчиков, а в смысле несерьезного отношения руководства страны к организации этих работ. Конструкторские бюро и институты были разбросаны по разным ведомствам, единый координатор работ отсутствовал. Наркоматам, в чьем ведении находились те или иные КБ и НИИ, не хотелось отдавать их авиационной промышленности. Так, конструкторское бюро А.М Люльки, занятое, как показало время, на самом перспективном направлении, было подчинено Наркомату электропромышленности. НКАП несколько раз предпринимал попытки возглавить эти работы, но безуспешно. Поэтому коллективы, создававшие реактивные двигатели, испытывали множество проблем, а сроки окончания работ сильно затягивались Созданный А.Г.Костиковым Государственный институт реактивной техники (ГИРТ) при СНК СССР также не решил этой проблемы.

В конце 42-го года начали поступать разведданные об интенсивных разработках реактивной техники в Германии, Англии и Америке, советской разведке удалось достать убедительные доказательства больших успехов немецких конструкторов в разработке реактивных самолетов и двигателей, некоторые проекты были на грани серийного производства.

18 февраля 1943 г. в Постановлении № 5201 Государственный Комитет Обороны (ГКО) указал на не терпимое положение с развитием реактивной техники в стране. Придавая исключительное значение делу создания в СССР реактивной авиации, решение этой задачи наконец-то было целиком возложено на НКАП Этим документом был ликвидирован ГИРТ, а А.И.Шахурину и А.С.Яковлеву поручалось собрать все квалифицированные силы и организовать Научно-исследовательский институт реактивной авиации (НИИ-1), считая его основной задачей создание реактивных двигателей Таким образом, в структуре НКАП стало два основных центра, которым было поручено заниматься проблемами реактивного двигателестроения: НИИ-1 и ЦИАМ.

Постановлением предписывалось конкретные предложения по строительству реактивных двигателей и самолетов. Ввиду неясности, какое из направлений в реактивном двигателестроении наиболее перспективно, конструкторам поручили охватить все реально существовавшие на то время типы реактивных силовых установок - ЖРД, ТРД и ВРДК.

В. М. Мясищев после гибели В. М. Петлякова возглавил его ОКБ.В ОКБ наряду с разработкой оснащённого самолетным однокамерным жидкостным ракетным двигателем РД-1 разработки В. П. Глушко пикирующего бомбардировщика Пе-2, была начата разработка тяжелого истребителя за основу которого был взят Пе-3Бис оснащённого воздушно-реактивным с компрессорным двигателем (ВРДК) получивщий предварительное название Пе-3КР.

Мотор М-105ПФ установленый на Пе-3КР отличался от обычного наличием коробки привода компрессора, смонтированной на задней части картера, на которую, в свою очередь, устанавливали центробежный нагнетатель мотора. Забор воздуха к нему производился из канала ВРДК за компрессором, что позволяло поднять высотность ВК-105ПФ почти на 1000 м.

Установка ВРДК на Пе-3 не потребовала коренной переделки его конструкции, несколько вперед сместился двигатель М-105ПФ на удлинённой мотораме для установки за ним осевого компрессора, под мотором был установлен увеличенный в размерах воздухозаборник для подвода воздуха к компрессору, полсе него воздух по двум каналам находящийся на стенках ниши шасси, поступал в заднюю часть мотогандолы где соединялся в один канал. Воздух после радиатора охлаждения двигателя служившего также для большей равномерности поля скоростей на входе в камеру сгорания, поступал в камеру сгорания и газовый канал, завершавшийся реактивным соплом.

Самой большой переделкой конструкции стало новое хвостовое оперение. При старой конструкции с шайбами килей на концах стабилизатора, возникала угроза разрушения от реактивной струи ВРДК. На самолет было установлено однокилевое хвостовое оперение с поднятым стабилизатором.

Самолёт, по сравнении с Пе-3Бис последних серий потяжелел на 300 кг. Вес пустого составил 6100 кг.

Перенос радиаторов системы охлаждения моторов из крыла в заднюю часть мотогондолы освободил место в крыле позволив увеличить объем крыльевых топливных баков , суммарная максимальная заправка топливом составила 2200 кг.

Первый полет Пе-3КР с установленными макетами ВРДК был совершен в марте 42-го. Из-за затянувшийся доводки ВРДК, первый полет на реактивной тяге был совершен только в июне 43-го.

Испытания показали прирост скорости при работе ВРДК на 100 км.ч. у земли и на 120-150 на высоте.

Мак. скорость у земли - 570 км.ч.

Максимальная расчетная скорость на высоте с включением ВРДК на высоте 4350 - 650 км.час

на высоте 7800 м -680 км.час

Практическая дальность 2000 км.

Практический потолок - 11900 м

Вооружение было доработано : 2 ШВАК, 2 УБ, турель «Ф3» с УБ

Процесс доводки ВРДК затянулся, только к началу 44-го конструктора смогли достигнуть приемлемой работы и ресурса 30 мото часов.

Предполагалось что установка двигателей М-107 должна значительно повысить летные характеристики, проблемы с доводкой моторов и их дефицит не позволило установить их на самолет.

Осенью 43-го опытный пе-3КР принял участие в попытки перехвата высотных разведчиков Ю-86Р над Москвой. Облегчённый - из вооружения оставлен один курсовой УБ, остальное вооружение было снято, оставлен только пилот.

Пе-3КР на высотной горке сумел догнать летящий над Москвой разведчик, и по нему произвести короткую очередь, после чего пулемет заклинил. Юнкерс сумел уйти, но, после этого перехвата полеты разведчиков Ю-86 над Москвой прекратились.

Решено было Пе-3КР под названием Пе-5 принять на вооружение в качестве тяжелого истребителя перехватчика ПВО.

Изменено 12 Apr 2014 пользователем E.tom

[Irdash]

Затраты на доп компрессор ВРДК по идее должны снизить мощность движка отдаваемую на винт. А Пе-3 итак тяжеловат для тех движков. Высотность движков только за счет скоростного напора поднимется, разве что, по сравнению с обычной пешкой. У Пе-3бис, кстати с движками неурезанной высотности, еще М-105РА, потолок был около 9км. Но движки М-105ПФ ведь изначально пониженной высотности, так что то на то и выйдет...

Может имеет смысл в Пе-2, в бомбоотсек, ПЦН на климовском движке поставить? Вес добавится. Зато ПЦН от ПЕ-8 для пары М-105ПФ изначально избыточен. А значит и запасы мощности для мотокопрессорной части будут. При том что при такой конфигурации реактивное ускорение будет ставится на изначально высотный самолет.

Прим. Я подразумеваю что форсажные реактивные ускорители ставятся в мотогондолах, как у Вас.

[wizard]

1. снять бортстрелка

2. вооружение не менее 2 пушек 37 мм

[E.tom]

Затраты на доп компрессор ВРДК по идее должны снизить мощность движка отдаваемую на винт. А Пе-3 итак тяжеловат для тех движков. Высотность движков только за счет скоростного напора поднимется, разве что, по сравнению с обычной пешкой. У Пе-3бис, кстати с движками неурезанной высотности, еще М-105РА, потолок был около 9км. Но движки М-105ПФ ведь изначально пониженной высотности, так что то на то и выйдет...

Может имеет смысл в Пе-2, в бомбоотсек, ПЦН на климовском движке поставить? Вес добавится. Зато ПЦН от ПЕ-8 для пары М-105ПФ изначально избыточен. А значит и запасы мощности для мотокопрессорной части будут. При том что при такой конфигурации реактивное ускорение будет ставится на изначально высотный самолет.

Прим. Я подразумеваю что форсажные реактивные ускорители ставятся в мотогондолах, как у Вас.

Так и есть в режиме полета без ВРДК самолет будет иметь меньшую скорость чем если бы стояли чистые 105-е. Этот режим для этого самолета в основном является крейсерским.

Использовать чистый привод только на компрессор, не имеет смысла, массса-габариты останутся прежними, но, значительно упадет дальность полета. такая конструкция будет иметь мало преимуществ перед чистыми перехватчиками с ЖРД.

Большая высотность за счет реактивной тяги, как раз на высоте ВРДК имеет наибольший КПД.

В РИ 107А высотным не назовешь, с ВРДК самолеты достигали потолка 12-ти тысяч метров.

ПЦН с приводом от ПД тупик, который дальше опытных разработок не пошел, даже на ТБ-7 использование это конструкции имело больше проблем чем плюсов, поэтому от нее отказались.

Посмотрите габариты 105-го и бомбоотсека.

Просто нужен ответ немцам в кратчайшие сроки, использование серийной машины с минимальными переделками позволяет это сделать.

Следующие доработка в 44-м Пе-5 будет установка М-107, более мощное вооружение и улучённая аэродинамика.

Изменено 8 Apr 2014 пользователем E.tom

[ВВВ]

Так это практически реал. По моему то же Абрамович хотел так Пе-2 переделать.

Там перед войной разрабатывали вариант Пе-2 на воздушной подушке и для привода ее компрессора сделали специальную версию М-105 с отбором мощности сзади.

И вот по моему этот самолет и эти моторы и хотели под мотокомпрессор приспособить. Но там то ли денег не дали , то ли еще чего - но не сложилось.

[Tungsten]

Приветствую , коллега !

Поздравляю , материал отличный . Особенно графическая часть - подобные чертежи я так и не научился желать .

По расчетам, полная суммарная эквивалентная мощность силовой установки, получившей название Э-30-20, с учетом реактивных выхлопных патрубков, должна была составить порядка 3000 л.с.

А вот это весьма сомнительно . С ВК-107 предполагали снять не более 2800 л.с. с учётом ВДРК . При использовании ВК-105ПФ сложно ожидать более 2000~2100 л.с.

Установка ВРДК на Пе-3 не потребовала коренной переделки его конструкции

Тут тоже имеются некоторые сомнения .

несколько вперед сместился двигатель М-105ПФ на удлинённой мотораме

Т.е. центровка "едет" вперёд , что усугубляется ухудшением условий работы горизонтального оперения . Придётся его делать гораздо большей площади и соответственно , тяжелее . Плюс масса реактивных доработок и дополнительного топлива .

Но самое неприятное , у Вас стойка шасси не вписывается - силовое крепление и механизм уборки как раз упираются в компрессор . Вот это бяда , пока даже и не знаю , как обойти . Особенно с учётом изменившейся центровки ( шасси бы как раз тоже вперёд подать , что бы избежать капотирования ) .

Самолёт, по сравнении с Пе-3Бис последних серий потяжелел на 300 кг.

Боюсь , одни только редукторы с валами и компрессорами на столько потянут . А моторама , камеры сгорания , обшивка гондол ? Дополнительные баки ?

Да , зачем тяжелому перехватчику стрелок ?

[Неисторик]

Но самое неприятное , у Вас стойка шасси не вписывается - силовое крепление и механизм уборки как раз упираются в компрессор . Вот это бяда , пока даже и не знаю , как обойти . Особенно с учётом изменившейся центровки ( шасси бы как раз тоже вперёд подать , что бы избежать капотирования ) .

Присмотрелся к картинке.

Боюсь, колесо из гондолы надо вообще убирать - иначе ни о каком прямом потоке воздуха и думать нечего.

Следовательно, или в крыло (по истребительному типу), или в гондолки рядом с мотогондолами (по типу Ил-2, ага, сопротивление),

или совсем стрёмно - "велосипедное", с одной мощной основной стойкой в фюзеляже (и есть куда подать вперёд),и поддерживающими стойками в консолях....

Изменено 8 Apr 2014 пользователем Неисторик

[Tungsten]

Коллега E.tom , вот такая идея , пока "навскидку" :

Замахиваемся сразу на 800 км/ч ! Не два , а по два ВРДК на мотогондолу !

Они уже сносно компенсируют смещение вперёд ВК-105ПФ и стойку шасси можно будет вписать между ними . Масса и сопротивление вырастут изрядно , плюс дополнительное топливо . Но , это получится барражирующий истребитель , способный по первому требованию максимально быстро перехватить цель в зоне ответственности .

Изменено 8 Apr 2014 пользователем Tungsten

[Irdash]

Кстати, насчет повышения веса всего на 300кг, как заявлено в идее, еще один момент похоже упущен. Согласно идее, это высотный перехватчик. А значит работа на высотах более 4км - норма. Ко всему прочему, берется относительно тяжелый двухмоторник, у которого скорость набора высоты всяко поменее одномоторных аналогов. Следовательно для перехвата высотных разведчиков, которые так раздражали Сталина пролетами над Москвой, такой тяжелый истребитель должен баражировать на высотах поболее 6-7км, чтоб успеть поднятся на 12км высоту. Что сразу же ставит вопрос оснащения высотного перехватчика гермокабиной с подогревом. А гермокабина - это доп вес. И весьма таки немалый...

to Tungsten

Ер-2 - как высотный перехватчик? Так ему вообще то ВРДК излишни. На тот момент были такие же опытные, в смысле надежности, Ер-2 с дизелями с ТК. С высотностью, благодаря турбокомпрессорам, было все в порядке.

Изменено 9 Apr 2014 пользователем Irdash

[E.tom]

Цветной рисунок

[Mukhin]

Ер-2 - как высотный перехватчик? Так ему вообще то ВРДК излишни.

ЕР-2 с ВРДК Толстова - реальный проект.

[DiamondWolf]

Практический потолок - 11900 мОсенью 43-го опытный пе-3КР принял участие в попытки перехвата высотных разведчиков Ю-86Р над Москвой. .

Маловато будет - потолок Ю-86 - 14,5 км. Разве что динамическую горку делать - а запаса скорости хватит?

А вообще гораздо проще технически сделать нормальный турбокомпрессор от выхлопных газов - как на Тандерболте например.

И не тратить силы на тупик.

[wizard]

хоть бы рабочие потолки для ударов посмотрели бы.

[DiamondWolf]

хоть бы рабочие потолки для ударов посмотрели бы.

Открываем ВИКИ и смотрим Ю-86 - ПРАКТИЧЕСКИЙ потолок 14400.

[wizard]

Ю-86 стратегический бомбер для которого нужна эдакая дура с пушками?

для Ю86 нуджен легкий с мотокомпресором, а если точнее нафиг не нужен никакой.

что в конце и решили купив 12 Спитов с высотными моторами. и все кончилось. не пыжлись бы купили бы сразу

Ю86 без бомб, высотный разведчик, даже супервысотный. ну пролетел, и чо он в Москве увидел?

а с бомбами потолок у него будет 9 000 и амбец котенку.

тяжелы йдвухмоторник дура против Б19 и Б29 а те шли на 9000 тысячах если с бомбовой нагрузкой не большой, а так на 6 000

[Неисторик]

тяжелы йдвухмоторник дура против Б19 и Б29 а те шли на 9000 тысячах если с бомбовой нагрузкой не большой, а так на 6 000

Попаданец, попаданец, попаданец...

Вообще-то проект интересный. В ключе тогдашних экспериментов с такой мотоустановкой - очень даже...

Но - зачем?

Тяж. двухмоторник - это ночник (РЛС, возможность барражирования-дежурства).

E.tom,

А как с продолжительностью полёта?

Может сей агрегат быть барражирующим на высоте 10 тыс. с возможностью подскока на реактиве до 15 тыс.?

[DiamondWolf]

а с бомбами потолок у него будет 9 000 и амбец котенку.

Вот как раз с ОДНОЙ бонбой у него и был практический потолок 14+. И всех раздражал как муха - летает, жужжит...

А вдруг эту одну он точно на голову т.Сталину или сэру Черчиллю попадёт? Потому и повелели - изничтожить.

А по сабжу - гораздо проще довести до ума тубокомпрессор, который ставят даже в авто, чем возиться с куда более сложным и горячим (жаростойких пока нет) мотореактивным тупиком.

[Неисторик]

Ну, не такой уж и тупик. Летало подобное, правда, малой серией, чуть позже и с более крутой промышленностью...

Martin p4m mercator

[DiamondWolf]

Ну, не такой уж и тупик. Летало подобное, правда, малой серией, чуть позже и с более крутой промышленностью...

Тупик потому что не получило продолжения. А раньше в огромных количествах довели турбокомпрессор - Тандерболт Р-47 точно, а Р-51. Б-17 и Б-29 - не знаю но наверное.

[Temeluchas]

Тупик потому что не получило продолжения. А раньше в огромных количествах довели турбокомпрессор - Тандерболт Р-47 точно, а Р-51. Б-17 и Б-29 - не знаю но наверное.

Турброкомпрессор и ВРДК - "две большие разницы"

[DiamondWolf]

Турброкомпрессор и ВРДК - "две большие разницы"

Ясно, но и там и там главная проблема - жаропрочные материалы. При этом температура выхлопных газов ниже чем реактивной струи.

[E.tom]

Приветствую , коллега !

Поздравляю , материал отличный . Особенно графическая часть - подобные чертежи я так и не научился желать .

Опыт работы некоторое время на Аутокаде и Компасе сказывается. Работаю на простенькой бесплатной рисовалке - Paint.NET, отличная вещь, простая интуитивно понятная, при этом все есть что нужно – попробуйте.

А вот это весьма сомнительно . С ВК-107 предполагали снять не более 2800 л.с. с учётом ВДРК . При использовании ВК-105ПФ сложно ожидать более 2000~2100 л.с.

Взято из описания Миг-13.

Это предполагаемая теоритическая мощность, в РИ вышла другая.

Установка ВРДК на Пе-3 не потребовала коренной переделки его конструкции

Тут тоже имеются некоторые сомнения .

Т.е. центровка "едет" вперёд , что усугубляется ухудшением условий работы горизонтального оперения .

Мотогандола в разрезе с проекцией компрессора и воздуховодов.

На счет шасси в РИ при установке тяжелых М-82-х была произведена доработка. - колеса шасси вынесли на 60 мм вперед за счет удлинения подкосов, что позволило удержать капотажный угол в пределах 26-27°, плюс форсажная камера с водяными радиаторами в задней части мотогандолы будет несколько компенсировать центровку.

Самолёт, по сравнении с Пе-3Бис последних серий потяжелел на 300 кг.

Боюсь , одни только редукторы с валами и компрессорами на столько потянут . А моторама , камеры сгорания , обшивка гондол ? Дополнительные баки ?

Да , зачем тяжелому перехватчику стрелок ?

Насчет массы подумаю.

Самолет предполагается универсальным как Пе-3 РИ так что без штурмана –стрелка никуда.

Потом скоростные характеристики с М-105 не предполагает наличия у самолета подавляющего превосходства в скорости особенно против реактивных машин.

Изменено 14 Apr 2014 пользователем E.tom

[E.tom]

тяжелы йдвухмоторник дура против Б19 и Б29 а те шли на 9000 тысячах если с бомбовой нагрузкой не большой, а так на 6 000

Попаданец, попаданец, попаданец...

Вообще-то проект интересный. В ключе тогдашних экспериментов с такой мотоустановкой - очень даже...

Но - зачем?

Тяж. двухмоторник - это ночник (РЛС, возможность барражирования-дежурства).

E.tom,

А как с продолжительностью полёта?

Может сей агрегат быть барражирующим на высоте 10 тыс. с возможностью подскока на реактиве до 15 тыс.?

Так же как на РИ Пе-3 2000 тысячи не крейсерской без реактивного форсажа.

Предполагаемая тактика барражирование на 8-9 тысячах с реактивным подскоком на 11-12 тысяч, или скоростной перехват тяжёлых бомбардировщиков прикрытых истребителями сопровождения - теоретическая подготовка к "Немыслимому"

Так же как на РИ Пе-3 2000 тысячи не крейсерской без реактивного форсажа.

Предпологаемая тактика баражирование на 8-9 тясячах с реактивным подскоком на 11-12 тясяч,или скоростной перехват тыжелых бомбардировщиков прикрытых истребителями сопровождения - теоретическая подготовка к "Немыслемому"

[E.tom]

Турброкомпрессор и ВРДК - "две большие разницы"

Ясно, но и там и там главная проблема - жаропрочные материалы. При этом температура выхлопных газов ниже чем реактивной струи.

Не факт.

Температура выхлопных газов ПД ЕМНИП около 1000 цельсия, но в форсажных камерах ТРД пламя неконтактирует с поверхностями жаровых труб и реактивного сопла, на их поверхности создается зашитная прослойка из холодного воздуха. Это ползволяет применять менее жаростойкие материалы.

Изменено 15 Apr 2014 пользователем E.tom

[dragon.nur]

Механические нагрузки (за счёт угловых ускорений) в материале лопаток турбины ТК охренительно выше. Жаровые трубы по сравнению с ними практически никак не нагружены