.jpg/1280px-Charles_Daniels_Collection_Photo_North_American_P-51_Mustang_(15268781585).jpg)
С 1940 года, когда он совершил свой первый полет, и до окончания Второй мировой войны было произведено более двадцати модификаций истребителя North American P-51 Mustang , некоторые из которых также применялись в Корейской войне и в ряде других конфликтов.
Прототип Mustang, обозначенный как NA-73X, был выпущен North American Aviation 9 сентября 1940 года, хотя и без двигателя, и впервые поднялся в воздух 26 октября следующего года. [1] Mustang изначально был разработан для использования двигателя Allison V-1710 , рассчитанного на низкие высоты . В отличие от более поздних моделей, Mustang с двигателем Allison характеризовались воздухозаборником карбюратора, расположенным на дорсальной поверхности носа, сразу за пропеллером.
,_circa_1941_(fsac.1a35398).jpg/1280px-North_American_Mustang_Mk.I_in_flight_over_California_(USA),_circa_1941_(fsac.1a35398).jpg)
Первый производственный контракт был заключен британцами на 320 истребителей NA-73, названных Британской закупочной комиссией Mustang Mk I ; вскоре последовал второй британский контракт, который предусматривал поставку еще 300 истребителей (NA-83) Mustang Mk I. Также были заключены контрактные соглашения на поставку двух самолетов из первого заказа в USAAC для оценки; эти два планера, 41-038 и 41-039 соответственно, получили обозначение XP-51 . [2] Первые самолёты Mustang Mk I Королевских ВВС были доставлены в 26-ю эскадрилью на авиабазе Гатвик в феврале 1942 года [3] и дебютировали в бою 10 мая 1942 года. Благодаря большой дальности полёта и превосходным характеристикам на малых высотах они эффективно применялись для тактической разведки и штурмовки наземных целей над Ла-Маншем , но считались малопригодными в качестве истребителей из-за плохих характеристик на высоте более 15 000 футов (4600 м).
Истребители «Мустанг» Королевских ВВС (Mk I, которые не были способны нести сбрасываемые танки) вошли в историю 22 октября 1942 года, когда они сопровождали 22 средних бомбардировщика Vickers Wellington во время дневного рейда на Германию, став, таким образом, первыми одноместными истребителями Королевских ВВС, пролетавшими над страной во время Второй мировой войны. [4]
,_in_October_1942_(fsac.1a35324).jpg/1280px-North_American_Mustang_Mk.IA_in_flight_over_California_(USA),_in_October_1942_(fsac.1a35324).jpg)
.jpg/1280px-Charles_Daniels_Collection_Photo_(15245960656).jpg)
Первый американский заказ на 150 самолетов P-51, обозначенных North American как NA-91, был размещен армией США 7 июля 1940 года . [5] Это было сделано от имени Королевских ВВС в рамках сделки по ленд-лизу . [6] Все, кроме последних 57, достались британцам. После атаки на Перл-Харбор ВВС США «придержали» эти Mustang Mk IA для собственного использования. [7] Пятьдесят пять из этих самолетов P-51-1 были оснащены парой камер K.24 в задней части фюзеляжа для тактической разведки на малой высоте и переименованы в F-6A («F» означает фотографический, хотя для путаницы их также по-прежнему называли P-51 или P-51-1 [7] ). Два сохранили свое обозначение P-51-1 и использовались для испытаний ВВС США. [ необходимо разъяснение ]
Два XP-51 (серийные номера 41-038 и 41-039), отложенные для испытаний, прибыли на Райт-Филд 24 августа и 16 декабря 1941 года соответственно. [nb 1] Небольшой размер этого первого заказа отражал тот факт, что то, что было известно как USAAC до конца июня 1941 года [8] , все еще было относительно небольшой, недостаточно финансируемой организацией мирного времени. После реорганизации USAAC в конце июня 1941 года в Военно -воздушные силы армии США , примерно за шесть месяцев до того, как нападение на Перл-Харбор в одночасье изменило взгляды Соединенных Штатов на участие в глобальных военных действиях против стран Оси , приоритет должен был быть отдан строительству как можно большего количества существующих истребителей — P-38, P-39 и P-40 — при одновременном обучении пилотов и другого персонала, что означало, что оценка XP-51 не началась немедленно. Однако это не означало, что ею пренебрегли или что испытания и оценка проводились неправильно. [9]
150 NA-91 были обозначены P-51 недавно сформированными USAAF и изначально назывались Apache , хотя это название вскоре было отменено, и вместо него было принято название RAF, Mustang. USAAF не понравилось смешанное вооружение британских Mustang I, и вместо этого они приняли вооружение из четырех длинноствольных 20-мм (.79 дюйма) пушек Hispano Mk II , удалив .50 cal (12,7 мм) «ноздря» установленного оружия. Британцы обозначили эту модель как Mustang Mk IA и оснастили бы номер с аналогичным оборудованием. [10]
Быстро стало очевидно, что производительность Mustang, хотя и исключительная до 15 000 футов (4600 м) ( критическая высота нагнетателя ), заметно снижалась на больших высотах. Это было связано с тем, что односкоростной одноступенчатый нагнетатель, установленный на V-1710, был разработан для создания максимальной мощности на малой высоте; выше этого значения мощность быстро падала. До проекта Mustang USAAC заставил Allison сосредоточиться в первую очередь на турбонагнетателях совместно с General Electric ; турбонагнетатели оказались надежными и способными обеспечить значительное увеличение мощности в Lockheed P-38 Lightning и других высотных самолетах, в частности в четырехмоторных бомбардировщиках Воздушного корпуса. Большинство других применений Allison были для конструкций на малых высотах, где было бы достаточно более простого нагнетателя. Установка турбонагнетателя в Mustang оказалась непрактичной, и Allison был вынужден использовать единственный доступный нагнетатель. Несмотря на это, передовая аэродинамика Mustang показала себя с лучшей стороны, поскольку Mk I был примерно на 30 миль в час (48 км/ч) быстрее, чем современные Curtiss P-40 Warhawk, использующие тот же двигатель V-1710-39 (вырабатывающий 1220 л.с. (910 кВт ; 1240 л.с. ) на высоте 10 500 футов (3200 м), приводящий в движение трехлопастной винт Curtiss-Electric диаметром 10 футов 6 дюймов (3,20 м). [11] Mk I был на 30 миль в час (48 км/ч) быстрее, чем Supermarine Spitfire Mk Vc на высоте 5000 футов (1500 м) и на 35 миль в час (56 км/ч) быстрее на высоте 15000 футов (4600 м), несмотря на более мощный двигатель британского самолета (Rolls -Royce Merlin 45, вырабатывающий 1470 л.с. (1100 кВт; 1490 л.с.) на высоте 9250 футов (2820 м). [12]
Хотя часто утверждалось, что плохая работа двигателя Allison на высоте более 15 000 футов (4600 м) стала неожиданностью и разочарованием для Королевских ВВС и ВВС США, это следует считать мифом; авиационные инженеры того времени вполне могли правильно оценить работу двигателя и нагнетателя самолета. [13] В качестве доказательства этого, в середине 1941 года 93-й и 102-й планеры из заказа NA-91 планировалось отложить в сторону и установить и испытать с двигателями Packard Merlin (американская версия Merlin), каждый из которых получил обозначение XP-51B . [14]
23 июня 1942 года был заключен контракт на 1200 самолетов P-51A (NA-99). На самолетах P-51A использовался новый двигатель Allison V-1710-81, являющийся развитием V-1710-39, вращающий трехлопастной винт Curtiss-Electric диаметром 10 футов 9 дюймов (3,28 м ). Вооружение было изменено на четыре пулемета Browning калибра .50 дюйма (12,7 мм), по два в каждом крыле, с максимальным боезапасом 350 снарядов на ствол для внутренних орудий и 280 снарядов на ствол для внешних. Другие усовершенствования были сделаны параллельно с A-36, включая улучшенный, фиксированный воздухозаборник, заменивший подвижный фитинг предыдущих моделей Mustang, и установку крыльевых стоек, способных нести либо 75, либо 150 американских галлонов (62 или 125 имп галлонов; 280 или 570 л) сбрасываемых баков, увеличивая максимальную дальность перегона до 2740 миль (4410 км) с баками 150 американских галлонов (120 имп галлонов; 570 л). Максимальная скорость была увеличена до 409 миль в час (658 км/ч) на высоте 10 000 футов (3000 м). USAAF получили 310, а RAF 50 (как Mustang II) до того, как производство было преобразовано в производство P-51B с двигателем Merlin. [15]
A-36A был первым самолетом на базе планера «Мустанг», заказанным правительством США специально для использования в ВВС США. NAA нашла незаполненный контракт USAAF на «Пикирующий бомбардировщик», который они получили в основном по собственной инициативе. Таким образом, NAA смогла сохранить производственные отсеки открытыми в надежде, что ВВС США разместят заказы на него как на истребитель. [6] 16 апреля 1942 года офицер проекта истребителя Бенджамин С. Келси заказал 500 самолетов A-36A , переделанный вариант, который включал шесть 12,7-мм пулеметов M2 Browning , тормоза пикирования и возможность нести две 230-килограммовые бомбы. Келси предпочел бы купить больше истребителей, но вместо этого был готов начать более высокий уровень производства Mustang в North American, используя средства USAAF, выделенные на штурмовики, когда финансирование истребителей уже было выделено. [16] Это был первый планер «семейства» Mustang, способный нести сбрасываемые топливные баки. (Запрет USAAC 1939 года не позволял производителям выпускать истребители, способные нести внешние топливные баки; у ВМС таких ограничений не было. [ необходима цитата ] )
500 самолетов получили обозначение A-36A (NA-97). Эта модель стала первым Mustang USAAF, принявшим участие в боях. Один самолет (британский серийный EW998 ) был передан британцам, которые дали ему название Mustang Mk I (Пикирующий бомбардировщик) .
В апреле 1942 года подразделение по разработке воздушных боев (AFDU) Королевских ВВС провело испытания Mustang и обнаружило, что его характеристики на больших высотах неудовлетворительны. Таким образом, его планировалось использовать для замены P-40 в эскадрильях Командования по сотрудничеству армии , но командующий был настолько впечатлен его маневренностью и скоростью на малых высотах, что пригласил Ронни Харкера (из летно-испытательного центра Rolls-Royce ) полетать на нем. Инженеры Rolls-Royce быстро поняли, что оснащение Mustang высотным двигателем Merlin 61 с двухскоростным двухступенчатым нагнетателем существенно улучшит характеристики. Компания начала переоборудовать пять самолетов в Mustang Mk X с Merlin 65. Помимо установки двигателя, в которой использовались изготовленные на заказ опоры двигателя, разработанные Rolls-Royce, и изначально четырехлопастной винт Rotol диаметром 10 футов 9 дюймов (3,28 м) от Spitfire Mk IX , [17] Mk X был простой адаптацией планера Mk I, сохранив ту же конструкцию воздуховода радиатора. Заместитель начальника штаба ВВС , маршал авиации сэр Уилфрид Р. Фримен , громко лоббировал Mustang с двигателями Merlin, настаивая на том, чтобы два из пяти экспериментальных Mustang X были переданы Карлу Спаацу для испытаний и оценки Восьмыми воздушными силами США в Великобритании. [18] Улучшение характеристик на большой высоте было замечательным: один Mk X ( серийный номер AM208 ) достиг скорости 433 миль в час (376 узлов; 697 км/ч) на высоте 22 000 футов (6700 м) с полным нагнетателем, а AL975 был испытан на абсолютном потолке 40 600 футов (12 400 м). [19]
Два XP-51B [nb 2] были более основательной конверсией, чем Mustang X, с индивидуальной установкой двигателя и полной переделкой воздуховода радиатора. Сам планер был усилен, а фюзеляж и область крепления двигателя получили больше шпангоутов из-за большего веса Packard V-1650-3 на 355 фунтов (161 кг) по сравнению с V-1710. Капот двигателя был полностью переделан для размещения Packard Merlin, который из-за радиатора промежуточного охладителя , установленного на корпусе нагнетателя, был на 5 дюймов (130 мм) выше и использовал карбюратор с восходящим потоком , а не нисходящий, как у Allison. [21] Новый двигатель приводил в движение четырехлопастной винт Hamilton Standard диаметром 11 футов 2 дюйма (3,40 м) , который имел манжеты из твердой формованной резины. [22] Для удовлетворения возросших требований к охлаждению Merlin был разработан новый фюзеляжный воздуховод. Он вмещал более крупный радиатор, который включал секцию для охлаждающей жидкости нагнетателя, а впереди него и немного ниже, масляный радиатор был размещен во вторичном воздуховоде, который втягивал воздух через главное отверстие и выпускал его через отдельный выходной клапан. [23]
«Грохот воздуховода», услышанный пилотами в полете на прототипе P-51B, привел к полномасштабному испытанию в аэродинамической трубе в авиационной лаборатории Эймса NACA . Это было выполнено путем помещения самолета со снятыми внешними панелями крыла в 16-футовую аэродинамическую трубу. Инженер-испытатель сидел в кабине при работающей аэродинамической трубе и слушал грохот воздуховода. В конечном итоге было обнаружено, что грохот можно устранить, увеличив зазор между нижней поверхностью крыла и верхней кромкой воздуховода системы охлаждения с 1 до 2 дюймов (с 25 до 51 мм). Они пришли к выводу, что часть пограничного слоя на нижней поверхности крыла попадала во впускное отверстие и отделялась, заставляя радиатор вибрировать и производить грохот. [24] Впускное отверстие серийного P-51B было опущено еще ниже, чтобы обеспечить разделение в 2,63 дюйма (67 мм) от нижней части крыла. Кроме того, полка над лицевой поверхностью масляного радиатора была удалена, а впускной патрубок смещен назад. [25]
Было решено, что новые P-51B (NA-102) продолжат использовать то же вооружение и боекомплект, что и P-51A, в то время как бомбодержатель/внешняя установка сбрасываемых баков были адаптированы из A-36 Apache; стеллажи были рассчитаны на перевозку до 500 фунтов (230 кг) боеприпасов и также имели трубы для сбрасываемых баков. Пулеметы наводились с помощью электрически подсвечиваемого рефлекторного прицела N-3B , оснащенного головкой A-1, которая позволяла использовать его в качестве пушечного или бомбового прицела путем изменения угла наклона стекла рефлектора. [26] Пилотам также была предоставлена возможность установки кольцевых и шариковых прицелов на верхних каркасах капота двигателя. Эта опция была прекращена с P-51D. [27]
Первый XP-51B поднялся в воздух 30 ноября 1942 года. [28] Летные испытания подтвердили потенциал нового истребителя: практический потолок был увеличен на 10 000 футов (3000 м), а максимальная скорость увеличилась на 50 миль в час (43 узла; 80 км/ч) на высоте 30 000 футов (9 100 м). Американское производство началось в начале 1943 года, когда P-51B (NA-102) производился в Инглвуде, Калифорния , а P-51C (NA-103) — на новом заводе в Далласе, Техас, который был введен в эксплуатацию к лету 1943 года. [nb 3] Королевские ВВС назвали эти модели Mustang Mk III . В ходе испытаний производительности P-51B достиг скорости 441 миль в час (383 узла; 710 км/ч) на высоте 30 000 футов (9 100 м). [29] Кроме того, увеличенная дальность полета, ставшая возможной благодаря использованию подвесных баков, позволила использовать «Мустанг» с двигателем «Мерлин» в качестве эскорта бомбардировщиков с боевым радиусом 750 миль (1210 км) с использованием двух 75 галлонов США (62 имп галлона; 280 л) штампованных двухсекционных подвесных баков из листового металла. [29]
Дальность полета еще больше увеличилась с введением самогерметизирующегося топливного бака емкостью 85 галлонов США (71 имп галлон; 320 л) позади сиденья пилота, начиная с P-51B-5-NA («блок 5»). Когда этот бак был заполнен, центр тяжести Mustang смещался опасно близко к заднему пределу. В результате маневры были ограничены до тех пор, пока бак не опустеет примерно до 25 галлонов США (21 имп галлон; 95 л) и внешние баки не будут сброшены. Проблемы с высокоскоростным «дельфинированием» P-51B и P-51C с фюзеляжными баками привели бы к замене покрытых тканью рулей высоты на покрытые металлом поверхности и уменьшению падения хвостового оперения. [30] С фюзеляжными и крыльевыми баками, а также двумя подвесными баками по 75 галлонов США (62 имп галлона; 280 л) боевой радиус составлял 880 миль (1420 км). [29]
Несмотря на эти модификации, P-51B и P-51C, а также более новые P-51D и P-51K, испытывали проблемы с управлением на низкой скорости, которые могли привести к непроизвольному «кренению» при определенных условиях воздушной скорости, угла атаки, общего веса и центра тяжести. Несколько отчетов о крушениях рассказывают о крушениях P-51B и P-51C из-за того, что горизонтальные стабилизаторы были оторваны во время маневрирования. В результате этих проблем был изготовлен комплект для модификации, состоящий из спинного плавника. В одном из отчетов говорилось: «Если на самолетах P-51B, P-51C и P-51D не установлен спинной киль, при попытке медленного крена может произойти резкий переворот. Горизонтальный стабилизатор не выдержит воздействия резкого переворота. Чтобы предотвратить повторение, стабилизатор следует усилить в соответствии с TO 01-60J-18 от 8 апреля 1944 года и установить спинной киль. Комплекты спинных плавников предоставляются для зарубежных операций» [ требуется ссылка ]
Комплекты спинных килей стали доступны в августе 1944 года и были доступны в качестве модернизации для P-51B и P-51C (но редко использовались на "razorback" -B и -C Mustang), а также для ранних P-51D и P-51K, которые еще не были построены с ними. Также было включено изменение триммеров руля направления , что помогло бы предотвратить чрезмерное управление самолетом со стороны пилота и создание больших нагрузок на хвостовое оперение. [31]
Одной из немногих оставшихся жалоб на самолет с двигателем Merlin был плохой обзор назад. Конструкция фонаря, которая была такой же, как у Mustang с двигателем Allison, состояла из плоских, рамных панелей; пилот входил или выходил из кабины, опуская левую боковую панель и поднимая верхнюю панель вправо. Фонарь нельзя было открыть в полете, и высокие пилоты особенно были ограничены в высоте. [30] Чтобы хотя бы частично улучшить обзор из Mustang, британцы модифицировали в полевых условиях некоторые Mustang с помощью прозрачных, раздвижных фонарей, называемых Malcolm hoods (разработанных R Malcolm & Co ), и чья конструкция также была принята собственной версией F4U-1D ВМС США Vought F4U Corsair в апреле 1944 года.
Новая конструкция представляла собой безрамную плексигласовую формовку [прим. 4] , которая раздувалась наружу сверху и по бокам, увеличивая высоту кабины и обеспечивая улучшенную видимость по бокам и сзади. [30] Поскольку новая конструкция скользила назад по полозьям, ее можно было раздвинуть в полете. Мачта антенны за фонарем была заменена «штыревой» антенной, которая была установлена дальше сзади и смещена вправо. Большинство британских Mk III были оснащены капотами Malcolm. Несколько американских групп обслуживания «приобрели» необходимые комплекты для переоборудования, и некоторые американские P-51B/P-51C появились с новым фонарем, хотя большинство продолжали использовать оригинальные каркасные фонари. [30]
P-51B и P-51C начали прибывать в Англию в августе и октябре 1943 года. Версии P-51B/P-51C были отправлены в 15 истребительных групп, которые были частью Восьмой и Девятой воздушных армий в Англии и Двенадцатой и Пятнадцатой в Италии (южная часть Италии находилась под контролем союзников к концу 1943 года). Другие развертывания включали Китайско-бирманский театр военных действий (CBI). Первой группой, которая летала на P-51 в операциях, была 354-я оперативная группа ; их первая дальняя эскортная миссия была выполнена 15 января 1944 года. [32]
Стратеги союзников быстро использовали дальний истребитель в качестве эскорта бомбардировщиков. Во многом благодаря P-51 дневные бомбардировочные налеты вглубь немецкой территории стали возможны без непомерных потерь бомбардировщиков в конце 1943 года.
Некоторые самолеты P-51B и P-51C были оборудованы для фоторазведки и получили обозначение F-6C .
После боевого опыта серия P-51D представила «каплевидный» или « пузырьковый » фонарь для устранения проблем с плохой видимостью задней части самолета. [33] В Соединенных Штатах были разработаны новые методы формования для формирования обтекаемых носовых прозрачных элементов для бомбардировщиков. North American разработала новый обтекаемый фонарь из плексигласа для P-51B, который позже был преобразован в каплевидный пузырчатый фонарь. В конце 1942 года десятый серийный P-51B-1-NA был снят со сборочных линий. От лобового стекла в кормовой части фюзеляж был перепроектирован путем урезания задних шпангоутов фюзеляжа до той же высоты, что и передние части кабины; новая форма плавно перешла в вертикальное хвостовое оперение. [34] Новый более простой стиль лобового стекла с угловым пуленепробиваемым ветровым стеклом, установленным на двух плоских боковых частях, улучшил передний обзор, в то время как новый фонарь обеспечил исключительную круговую видимость. Испытания деревянной модели в аэродинамической трубе подтвердили, что аэродинамика была надежной. [34]
Новая модель Mustang также имела переработанное крыло; изменения в замках подъема шасси и механизмах уборки внутренних дверей привели к тому, что спереди каждой колесной ниши был добавлен дополнительный выступ, что увеличило площадь крыла и создало характерный «изгиб» на передних кромках корня крыла .
Другие изменения крыльев включали новые навигационные огни, установленные на законцовках крыльев, а не более мелкие огни над и под крыльями ранних «Мустангов», и убирающиеся посадочные огни, которые были установлены в задней части ниш шасси; они заменили огни, которые ранее устанавливались на передних кромках крыльев. [36]
Двигатель представлял собой Packard V-1650-7, лицензионную версию Rolls-Royce Merlin 60-й серии, оснащенную двухступенчатым двухскоростным нагнетателем .
Вооружение было увеличено за счет добавления еще двух пулеметов M2 Browning калибра .50 дюйма (12,7 мм) AN/M2 «легкий ствол» , стандартного тяжелого пулемета, использовавшегося во всех американских воздушных службах Второй мировой войны, в результате чего общее количество достигло шести. Внутренняя пара пулеметов имела 400 патронов на ствол, а остальные — 270 выстрелов на ствол, что в общей сложности составляло 1880. [37] Орудия M2 подтипов B/C были установлены с внутренним осевым наклоном, эта угловая установка вызывала проблемы с подачей боеприпасов и с тем, что стреляные гильзы и звенья не могли очистить желоба орудий, что приводило к частым жалобам на то, что орудия заклинивало во время боевых маневров. Шесть M2 на D/K были установлены вертикально, что устраняло проблемы с заклиниванием. Кроме того, оружие было установлено вдоль линии двугранного угла крыла , а не параллельно линии земли, как на более ранних Mustang. [38] [nb 6]
Крыльевые стойки, установленные на самолетах серии P-51D/P-51K, были усилены и могли нести до 1000 фунтов (450 кг) боеприпасов, хотя рекомендуемой максимальной нагрузкой были бомбы весом 500 фунтов (230 кг). [39] Более поздние модели имели съемные подкрыльевые пилоны для ракет «Zero Rail», добавленные для перевозки до десяти ракет T64 5,0 дюймов (127 мм) HVAR на самолет. Прицел был изменен с N-3B на N-9 до введения в сентябре 1944 года гиро-вычислительного прицела K-14 или K-14A . [40] [nb 7] Помимо этих изменений, самолеты серий P-51D и K сохранили двигатель V-1650-7, используемый в большинстве самолетов серии P-51B/C. [42]
Добавление фюзеляжного топливного бака емкостью 85 галлонов США (322 л) в сочетании с уменьшением площади нового заднего фюзеляжа усугубило проблемы с управлением, уже возникавшие с серией B/C при установке бака, и привело к тому, что тот же самый выступ был добавлен к версиям серий -B, -C и начальным -D в полевых условиях, чтобы быть быстро стандартизированным как обычный компонент планера задней части фюзеляжа на более поздних производственных блоках версии -D. [36] P-51D без фюзеляжных топливных баков были оснащены командными радиостанциями SCR-522-A или SCR-274-N и радиопередатчиками SCR-695-A или SCR-515, а также задним предупреждающим комплектом AN/APS-13 ; [nb 9] P-51D и K с фюзеляжными баками использовали только SCR-522-A и AN/APS-13. [43]
P-51D стал наиболее широко производимым вариантом Mustang. Версия P-51D, построенная в Далласе, обозначенная как P-51K, была оснащена пропеллером Aeroproducts диаметром 11 футов (3,4 м) вместо пропеллера Hamilton Standard диаметром 11,2 фута (3,4 м). [44] Пропеллер Aeroproducts с полыми лопастями был ненадежен из-за производственных проблем, с опасными вибрациями на полном газу и в конечном итоге был заменен на Hamilton Standard. [45] Ко времени Корейской войны большинство F-51 были оснащены «необработанными» пропеллерами Hamilton Standard с более широкими тупыми концами лопастей. [45]
Фоторазведывательные версии P-51D и P-51K получили обозначения F-6D и F-6K соответственно. Королевские ВВС присвоили название Mustang Mk IV модели P-51D и Mustang Mk IVA модели P-51K. [45]
P-51D/P-51K начали прибывать в Европу в середине 1944 года и быстро стали основным истребителем USAAF на театре военных действий. Он был произведен в большем количестве, чем любой другой вариант Mustang. Тем не менее, к концу войны примерно половина всех эксплуатируемых Mustang все еще были моделями P-51B или P-51C.
В ноябре 1944 года австралийское правительство решило заказать австралийские Mustang, чтобы заменить Curtiss Kittyhawk и CAC Boomerangs на юго-западе Тихого океана . Завод Commonwealth Aircraft Corporation (CAC) в Фишерманс-Бенд , Мельбурн, был единственной неамериканской производственной линией для P-51.
В 1944 году 100 самолетов P-51D были отправлены из США в виде комплекта для начала производства. С февраля 1945 года CAC собрала 80 из них под обозначением CA-17 Mustang Mark 20, причем первый самолет австралийской сборки поднялся в воздух 29 апреля 1945 года, а первый самолет был передан RAAF 31 мая 1945 года. [46] Остальные 20 были сохранены в разобранном виде в качестве запасных частей. Кроме того, 84 самолета P-51K были также отправлены непосредственно в RAAF из США.
В конце 1946 года CAC получила еще один контракт на постройку 170 (сокращено до 120) самолетов P-51D самостоятельно; они, обозначенные как CA-18 Mustang Mark 21, Mark 22 или Mark 23, были полностью изготовлены на заводе, и лишь некоторые компоненты были закуплены за рубежом. [46] 21 и 22 использовали американские двигатели Packard V-1650-3 или V-1650-7. Mark 23, [nb 10] которые последовали за 21, были оснащены двигателями Rolls-Royce Merlin 66 или Merlin 70. Первые 26 были построены как Mark 21, за ними последовали 66 Mark 23; первые 14 Mark 21 были переоборудованы в истребители-разведчики с двумя камерами F24 как в вертикальном, так и в наклонном положении в задней части фюзеляжа, над и за обтекателем радиатора; обозначение этих модифицированных Mustang было изменено с Mark 21 на Mark 22. Дополнительные 14 специально построенных Mark 22, построенных после Mark 23 и оснащенных либо двигателями Packard V-1650-7, либо Merlin 68, завершили производственный цикл. [46] Все CA-17 и CA-18, а также 84 P-51K использовали австралийские серийные номера с префиксом A68.
В октябре 1953 года шесть «Мустангов», включая A68-1 , первый австралийский CA-17 Mk 20, были выделены в Long Range Weapons Development Establishment в Маралинге, Южная Австралия , для использования в экспериментах по оценке воздействия маломощных атомных бомб . «Мустанги» были размещены на фиктивном аэродроме примерно в 0,62 мили (1 км) от взрывной башни, на которой были взорваны две маломощные бомбы. «Мустанги» сохранились нетронутыми. В 1967 году A68-1 был куплен американским синдикатом для восстановления до летного статуса и в настоящее время принадлежит Трою Сандерсу. [47]
После того, как ВВС США отменили заказы на варианты P-51H, RAAF последовали их примеру, остановив поставку 250 самолетов CAC CA-21 местного производства. [48]
Легкие Mustang имели новую конструкцию крыла. Аэродинамический профиль был изменен на NACA 66,2-(1.8)15.5 a=.6 у корня и на NACA 66,2-(1.8)12 a=.6 у кончика. Эти аэродинамические профили были разработаны для того, чтобы давать меньшее сопротивление, чем предыдущий NAA/NACA 45-100. Кроме того, форма в плане представляла собой простую трапецию без расширения передней кромки у корня. [25] [49]
В 1943 году North American представила предложение о перепроектировании P-51D в модель NA-105, которое было принято USAAF. Изменения включали изменения капота, упрощенное шасси с меньшими колесами и дисковыми тормозами, больший фонарь, [ необходимо разъяснение ] и вооружение из четырех .50 Browning. В целом конструкция была примерно на 1600 фунтов (730 кг) легче, чем P-51D. Шмюд описал, как это произошло из-за запроса USAAF о том, почему британские самолеты легче американских. Инженеры NAA исследовали различные компоненты и оборудование, установленные на Spitfire. В ходе этого NAA обнаружила, что британские коэффициенты нагрузки были меньше американских. Работа над более низкими коэффициентами нагрузки помогла им снизить вес конструкции. [50] В испытательных полетах NA-105 достиг скорости 491 миль в час (790 км/ч) на высоте 21 000 футов (6400 м). Обозначение XP-51F было присвоено прототипам с двигателями V-1650 (небольшое количество было передано британцам как Mustang V ), а XP-51G — с двигателями Merlin RM 14 SM . [51]
Третий легкий прототип с двигателем Allison V-1710 -119 был добавлен в программу разработки. Этот самолет получил обозначение XP-51J . Поскольку двигатель был недостаточно разработан, XP-51J был отдан в аренду Allison для разработки двигателя. Ни один из этих экспериментальных легких самолетов не пошел в производство. [52]
P -51H (NA-126) был последним серийным Mustang, воплощающим опыт, полученный при разработке самолетов XP-51F и XP-51G. Этот самолет, с небольшими отличиями от NA-129, появился слишком поздно, чтобы участвовать во Второй мировой войне, но он вывел разработку Mustang на пик как одного из самых быстрых серийных поршневых истребителей, когда-либо поступавших на вооружение. [53]
P-51H использовал новый двигатель V-1650-9, версию Merlin, которая включала автоматическое управление наддувом нагнетателя Simmons с впрыском воды, что позволяло использовать War Emergency Power до 2218 л. с. (1500 кВт). Различия между P-51D включали удлинение фюзеляжа и увеличение высоты хвостового плавника, что уменьшило тенденцию к рысканию. Также был улучшен доступ к орудию и боеприпасам. Фонарь напоминал стиль «пузырь» P-51D с приподнятым местом пилота, и самолет получил новый пропеллер с более широкими, необрезанными лопастями и закругленными концами, что позволяло лучше использовать дополнительную мощность. Этот пропеллер был похож на тот, который использовался на некоторых более поздних серийных P-51D и большинстве послевоенных F-51D.
Благодаря новому планеру, который стал на несколько сотен фунтов легче, дополнительной мощности и более обтекаемому радиатору, P-51H был быстрее P-51D, достигая скорости 472 миль в час (760 км/ч; 410 узлов) на высоте 21 200 футов (6500 м). [54]
P-51H был разработан в качестве дополнения к Republic P-47N Thunderbolt в качестве основного самолета для запланированного вторжения в Японию , с заказом на изготовление 2000 в Инглвуде. Производство только набирало обороты, и к моменту окончания войны было поставлено 555 экземпляров. Дополнительные заказы, уже внесенные в книги, были отменены. С сокращением производства варианты P-51H с различными версиями двигателя Merlin либо производились в ограниченном количестве, либо прекращались. К ним относились P -51L , похожий на P-51H, но использующий двигатель V-1650-11 мощностью 2270 л. с. (1690 кВт), который так и не был построен; и его построенная в Далласе версия, P-51M , или NA-124, которая использовала двигатель V-1650-9A без впрыска воды и, следовательно, рассчитанная на меньшую максимальную мощность, одна из которых была построена из первоначально заказанных 1629 машин с серийным номером 45-11743.
Хотя некоторые P-51H были переданы оперативным подразделениям, ни один из них не участвовал в боях во Второй мировой войне, а в послевоенное время большинство было передано резервным подразделениям. Один самолет был предоставлен Королевским ВВС для испытаний и оценки. Серийный номер 44-64192 был обозначен как BuNo 09064 и использовался ВМС США для испытания конструкций трансзвуковых аэродинамических профилей, а затем возвращен в ВВС Национальной гвардии в 1952 году. P-51H не использовался в боевых действиях в Корейской войне, несмотря на его улучшенные характеристики управляемости, поскольку P-51D был доступен в гораздо больших количествах и был проверенным товаром.
Многие из аэродинамических достижений P-51 (включая ламинарное крыло) были перенесены на следующее поколение реактивных истребителей North American, Navy FJ-1 Fury и Air Force F-86 Sabre . Крылья, хвостовое оперение и фонарь первой версии Fury с прямым крылом (FJ-1) и не построенные предварительные прототипы P-86/F-86 сильно напоминали крылья Mustang до того, как самолет был модифицирован с использованием стреловидного крыла.
._First_-A_model_built_061023-F-1234P-012.jpg/1280px-North_American_P-51A-1-NA,_ski_modification,_side_view_(SN_43-6003)._First_-A_model_built_061023-F-1234P-012.jpg)
В начале 1944 года первый P-51A-1-NA, 43-6003 . был оснащен и испытан с легким убирающимся лыжным комплектом, заменяющим колеса. Это преобразование было сделано в ответ на осознанное требование к самолетам, которые будут летать вдали от подготовленных взлетно-посадочных полос. Основные обтекатели масляных стоек были сохранены, но створки основных колес и створки хвостовых колес были сняты для испытаний. Когда шасси было убрано, основные лыжи шасси размещались в пространстве в нижнем моторном отсеке, освободившемся после снятия фюзеляжных .50-дюймовых (12,7-мм) Brownings с P-51A. Вся установка добавила 390 фунтов (180 кг) к весу самолета и потребовала увеличения рабочего давления гидравлической системы с 1000 до 1200 фунтов на квадратный дюйм (с 6900 до 8300 кПа )). Летные испытания показали, что управляемость на земле хорошая, и «Мустанг» мог взлетать и приземляться на поле длиной 1000 футов (300 м); максимальная скорость была на 18 миль в час (29 км/ч) ниже, хотя считалось, что обтекатели над убранными лыжами компенсируют это. [55]
Обеспокоенность неспособностью ВВС США сопровождать Boeing B-29 Superfortresses вплоть до материковой Японии привела к созданию строго засекреченного проекта «Морской конек» (NAA-133), попытки «моризировать» P-51. [nb 11] 15 ноября 1944 года морской летчик (а позже летчик-испытатель) лейтенант Боб Элдер на P-51D-5-NA 44-14017 начал летные испытания с палубы авианосца Shangri-La . Этот Mustang был оснащен крюком-аварией, который был прикреплен к усиленной переборке за отверстием хвостового колеса; крюк был размещен в обтекаемом положении под обтекателем руля направления и мог быть отсоединен из кабины. [57] Испытания показали, что Mustang можно было взлетать с палубы авианосца без помощи катапульты, используя положение закрылков 20° вниз и 5° вверх руля высоты. Посадка оказалась легкой, и, позволив хвостовому колесу коснуться палубы раньше, чем основному шасси, самолет можно было остановить на минимальном расстоянии. [58] Проект был отменен после того, как морские пехотинцы США захватили японский остров Иводзима и его аэродромы, что позволило стандартным моделям P-51D сопровождать B-29 на всем пути к японским островам и обратно. [59]
В то время как North American концентрировалась на улучшении характеристик P-51 посредством разработки легких Mustang, в Великобритании рассматривались другие направления развития. С этой целью два Mustang Mk III (P-51B и P-51C), FX858 и FX901 , были оснащены различными вариантами двигателей Merlin. Первый из них, FX858 , был оснащен Merlin 100 от Rolls-Royce в Хакнелле ; этот двигатель был похож на RM 14 SM, установленный на XP-51G, и был способен вырабатывать 2080 л. с. (1550 кВт) на высоте 22 800 футов (7000 м) с использованием давления наддува +25 фунт-сила/дюйм 2 (170 кПа ; 80 дюймов рт. ст. ) в чрезвычайных военных условиях. С этим двигателем FX858 достигал максимальной скорости 455 миль/ч (732 км/ч) на высоте 17 800 футов (5 425 м), а 451 миля/ч могла поддерживаться до 25 000 футов (7 600 м). Скороподъемность составляла 4 500 футов/мин (22,9 м/с) на высоте 1 600 футов (486 м) и 4 000 футов/мин (20,3 м/с) на высоте 13 000 футов (3 962 м). [60]
FX901 был оснащен двигателем Merlin 113 (также использовался в de Havilland Mosquito B.35 ). Этот двигатель был похож на Merlin 100, оснащенный нагнетателем, рассчитанным на большие высоты. FX901 был способен развивать скорость 454 миль/ч (730 км/ч) на высоте 30 000 футов (9 100 м) и 414 миль/ч (666 км/ч) на высоте 40 000 футов (12 200 м). [61]
Основные размеры вариантов P-51/A-36 оставались неизменными от XP-51 до экспериментальных «легких» P-51, хотя имелись относительно небольшие изменения в высоте и площади крыла. P-51H был первой серийной версией Mustang с удлиненным фюзеляжем и более высоким хвостовым оперением.
Номинальная мощность двигателей может варьироваться в зависимости от типа установленного нагнетателя , размера крыльчатки(ей) компрессора и выбранных скоростей передачи.
В случае с V-1650 , использовавшимся с P-51B, можно указать два набора номинальных мощностей, поскольку эти двигатели были оснащены двухступенчатыми, двухскоростными нагнетателями; максимальная мощность, вырабатываемая V-1650-3, составляла 1490 л. с. (1110 кВт; 1510 л. с.) на критической высоте 13 750 футов (4190 м) в низком нагнетателе с использованием «наддува» 61 дюйм (1500 мм) ртутного столба (61" рт. ст.) [81] «Наддув» — это давление, до которого сжимается воздушно-топливная смесь перед подачей в цилиндры двигателя ( давление в коллекторе ). Поскольку давление и плотность воздуха уменьшаются с высотой, эффективность поршневого двигателя падает из-за уменьшения количества воздуха, которое может быть втянуто в двигатель; например, плотность воздуха на высоте 30 000 футов (9100 м) составляет ⅓ от плотности на уровне моря , таким образом, только ⅓ количества воздуха может быть втянуто в цилиндр, и только ⅓ топлива может быть сожжено.
В случае с Mustang воздух, проходящий через воздухозаборник нагнетателя, сначала сжимался первой ступенью нагнетателя, или нагнетателем низкого давления . Интеркулер не позволял сжатой смеси слишком нагреваться и воспламеняться до попадания в цилиндры или создавать состояние, известное как детонация .
Двухступенчатый относится к использованию двух крыльчаток [прим. 12] на общем приводном валу, по сути, составляющих два последовательных нагнетателя; карбюратор давления Бендикса-Стромберга впрыскивал топливо под давлением 5 фунтов на квадратный дюйм (34 кПа) через сопло непосредственно в нагнетатель, где крыльчатка первой ступени сжимала воздушно-топливную смесь. Затем она подавалась в меньший крыльчатку второй ступени, который дополнительно сжимал смесь. Крыльчатки приводились в действие двухскоростной коробкой передач с гидравлическим приводом. [82] На малых и средних высотах нагнетатель находился в режиме «низкого нагнетателя» (это относилось к скорости, с которой работали крыльчатки). Как только самолет достигал и преодолевал установленную критическую высоту (20 000 футов (6 100 м) для -3), мощность начинала падать по мере падения атмосферного давления, следовательно, и веса воздуха. При прохождении критической высоты анероидная капсула, работающая под давлением, включала коробку передач, которая переключалась на «высокий нагнетатель», быстрее приводя в действие импеллеры, сжимая больший объем воздушно-топливной смеси. [83] [nb 13] Для работы этого нагнетателя второй ступени требовалось около 200 л. с. (150 кВт; 200 л. с.). В результате максимальная мощность, вырабатываемая V-1650-3 в «высоком нагнетателе», составляла 1210 л. с. (900 кВт; 1230 л. с.) на высоте 25 800 футов (7 900 м) при давлении 61 дюйм рт. ст. [81] [84]
V-1650-7, использовавшийся в более поздних P-51B/C и в P-51D/K, вырабатывал немного больше мощности, но из-за использования немного иных передаточных чисел для импеллеров критические высотные характеристики ступеней нагнетателя были ниже, 8500 футов (2600 м) и 21 400 футов (6500 м) соответственно, поскольку опыт показал, что большинство воздушных боев над Европой происходило между этими высотами. [30]
Мощность двигателя также могла меняться в зависимости от октанового числа используемого авиационного топлива . Топливо с более высоким октановым числом позволяло увеличивать давление наддува без риска преждевременного воспламенения или детонации.
Вместо того чтобы использовать дюймы ртутного столба, британцы измеряли давление наддува в фунтах на квадратный дюйм. Показание +6 означало, что смесь воздуха и топлива сжималась до 20,7 фунтов на квадратный дюйм (на 6 фунтов на квадратный дюйм больше, чем одна атмосфера ) перед поступлением в двигатель; +25 означало, что смесь воздуха и топлива сжималась до 39,7 фунтов на квадратный дюйм.
При чтении показателей производительности всегда следует иметь в виду, что вес, аэродинамическое сопротивление, создаваемое различными внешними фитингами, состояние планера и/или двигателя, а также всевозможные другие факторы могут влиять на то, как самолет будет работать. Например, крылья с ламинарным потоком P-51 должны были поддерживаться как можно более чистыми и гладкими; даже относительно небольшие повреждения на передних кромках крыльев могли радикально снизить максимальную скорость. Самые точные показатели производительности для P-51 были получены в результате испытаний, проведенных на таких объектах, как Отделение инженерных летных испытаний ВВС США , базирующееся в Райт-Филд около Дейтона, штат Огайо , и для Королевских ВВС, Экспериментальное учреждение по самолетостроению и вооружению (A&AEE), базирующееся в Боскомб-Даун . North American Aviation провела собственные испытания производительности, как и единственный другой производитель P-51, Commonwealth Aircraft Corporation (CAC) из Австралии.