CC BY-NC
43Историческая информатика
Правильная ссылка на статью:
Кузьмин Ю.В. — Эволюция истребителей между мировыми войнами: применение кластерного анализа в истории техники //Историческая информатика. -2021. -№ 1. - С. 66 - 130. D01:10.7256/2585-7797.2021.1.35084 URL: littps7'/i±ipubMTCOi'rArary_read_article.plp?id=35084
Эволюция истребителей между мировыми войнами: применение кластерного анализа в истории техники
Кузьмин Юрий Викторович
кандидат физико-математмческих наук ведущей специалист, ЦАГИ 105005, Россия, г. Москва, уп. Радио, 17
И ykuzmin@rambler.ru
Статья из рубрики "Квантитативная история"
DOI:
10.7256/2585-7797.2021.1.35084
Дата направления статьи в редакцию:
20-02-2021
Аннотация: Проведён кластерный анализ конструкций поршневых истребителей, созданных с 1920 по 1944 годы. Учтены данные более 500 модификаций самолётов, серийно выпускавшихся в 18 странах. Изучаемый период разбит на пятилетние отрезки, в каждом из которых исследовалось распределение конструкций по таким параметрам, как максимальная скорость, нагрузка на крыло и нагрузка на мощность. Рассмотрены корреляции этих переменных, особое внимание уделено правильному определению расстояния. Представлена цельная картина динамики основных характеристик истребителей мира между мировыми войнами.Выявлено, что определяющим фактором роста скорости истребителей в 1920-1944 годах был рост нагрузки на крыло, связанный с совершенствованием профилей, качества исполнения и механизации крыла, а отнюдь не рост удельной мощности самолётов. В каждом периоде видны повторяющиеся модели развития: «силовой» подход, использующий появившиеся технологические возможности «в лоб», например, путём всемерного увеличения удельной мощности и комплексный подход, позволяющий добиться гораздо лучших результатов.Выявлено лидерство британской аэродинамической школы в 1920-1940 годах. Численно показано изменение направленности конструкторской школы США от метода «мощный мотор - лёгкий самолёт» к методу «совершенная аэродинамика - большая дальность полёта».Показаны место советской школы авиастроения в мире. Установлено, что последний (в рамках данного периода) скачок роста нагрузки на крыло не был совершён в СССР и Японии, что обусловило не слишком высокие скоростные характеристики истребителей этих стран в годы Второй Мировой войны, обсуждаются причины этого явления.
Ключевые слова: история авиации, истребители, авиационные конструкции, исторические базы данных, НИОКР в авиастроении,мировые войны, кластерный анализ, развитие вооружений, стадии развития технологий, история XX века
Проведён кластерный анализ конструкций поршневых истребителей, созданных с 1920 по 1944 годы. Учтены данные более 500 модификаций самолётов, серийно выпускавшихся в 18 странах. Изучаемый период разбит на пятилетние отрезки, в каждом из которых исследовалось распределение конструкций по таким параметрам, как максимальная скорость, нагрузка на крыло и нагрузка на мощность. Рассмотрены корреляции этих переменных, особое внимание уделено правильному определению расстояния.
Представлена цельная картина динамики основных характеристик истребителей мира между мировыми войнами.
Выявлено, что определяющим фактором роста скорости истребителей в 1920-1944 годах был рост нагрузки на крыло, связанный с совершенствованием профилей, качества исполнения и механизации крыла, а отнюдь не рост удельной мощности самолётов.
В каждом периоде видны повторяющиеся модели развития: «силовой» подход, использующий появившиеся технологические возможности «в лоб», например, путём всемерного увеличения удельной мощности и комплексный подход, позволяющий добиться гораздо лучших результатов.
Выявлено лидерство британской аэродинамической школы в 1920-1940 годах. Численно показано изменение направленности конструкторской школы США от метода «мощный мотор - лёгкий самолёт» к методу «совершенная аэродинамика - большая дальность полёта».
Показаны место советской школы авиастроения в мире. Установлено, что последний (в рамках данного периода) скачок роста нагрузки на крыло не был совершён в СССР и Японии, что обусловило не слишком высокие скоростные характеристики истребителей этих стран в годы Второй Мировой войны, обсуждаются причины этого явления.
Annotation
A cluster analysis of the designs of piston-engined fighters, designed between 1920 and 1944, is carried out. More than 500 modifications of aircraft that were serially manufactured in 18 countries are taken into account. The period wass divided into five-year segments, in each of which the dynamic of maximum speed, wing loading and power load were investigated.
The correlations of these variables are considered, special attention is paid to the correct determination of the distance in cluster space. An integral picture of the dynamics of the main characteristics of the fighters of the world between the world wars is presented.
It was revealed that the main factor in the growth of the speed of fighters in 1920-1944 was the wing loading. The growth of engine power was not so important.
In each period, repeating models of development are observed: a "forceful" approach, and an integrated approach, that allows to achieve much better results.
The leadership of the British aerodynamic school in 1920-1940 is revealed. The change in the focus of the US design school from the "powerful engine - light aircraft" method to the
"perfect aerodynamics - long flight range" method is shown numerically.
The place of the Soviet design school is shown. It was found that the last (within this period) jump in the increase in wing loading was not performed in the USSR and Japan, which led to not too high speed of fighters of these countries during the Second World War.
Постановка задачи
В работах Г1, 21 было рассмотрено долговременное влияние традиций конструкторских школ на характеристики создаваемых летательных аппаратов. В работе-^ показано, что динамика результативности НИОКР ведёт себя намного менее волатильно, чем динамика производства самолётов; что конструкторские школы легко разрушаются во времена социальных потрясений, а вот создать их, даже при величайшей потребности, очень и очень непросто.
Для задач работы-^ определение границ конструкторских школ не требовалось -достаточно было изучения динамики появления новых конструкций по странам. Однако, корректное вычленение «конструкторских школ» нужно для дальнейшего развития темы.
Возникает вопрос: можно ли выделить группы конструкций, изучая особенности самих самолётов, без предварительной априорной группировки по странам или компаниям -производителям? Этой задаче и посвящена данная статья. Такое выделение приведёт к возможности группировки авиационных конструкций, созданных в одной методологии.
Для подобных группировок применяются методы кластерного анализа. В кластерном анализе каждый объект (в нашем случае - модификация самолёта) рассматривается как точка в многомерном пространстве своих характеристик. Затем определяется расстояние между точками и группируются близкие между собой точки. При этом расстояние между точками в одном кластере должно быть заметно меньше, чем расстояние между точками, принадлежащими разным кластерам.
Понятие «заметно меньше» не формализуемо: можно как рассматривать каждую точку отдельным кластером, так и счесть всю совокупность данных единым скоплением. Интересные результаты получаются при выборе промежуточных вариантов, при этом целесообразно остановиться в тот момент, когда дальнейшее уменьшение количества кластеров приводит к резкому росту их размеров, то есть, к резкому увеличению максимального расстояния между точками одного кластера.
В кластерном анализе можно использовать как количественные параметры, так и качественные: например, используемые конструкционные материалы, аэродинамические схемы и т.д. Формулу расчёта расстояния между точками, имеющими различные качественные характеристики, аналитик выбирает произвольно. Например, разбив все самолёты на «деревянные», «смешанной конструкции» (деревянно-металлические) и «металлические», он может положить расстояние (в условных единицах) между первыми и вторыми, а также между вторыми и третьими, равным единице, а расстояние между деревянными и металлическими самолётами сделать больше. Пока всё кажется естественным. Но от того, насколько оно больше (скажем, корень из двух или два), может зависеть разбиение на кластеры.
Несмотря на такой неустранимый субъективизм, методы кластерного анализа с успехом используются в экономике, маркетинге, социологии, медицине (смотри, например, где просто и сжато изложена сущность метода иерархической кластеризации и рассказано о ряде применений). Посмотрим, что этот метод может дать историку техники.
Историки начали применять кластерный анализ в 1970-х годах. Например, И.Д. Ковальченко в начале 1980-х годов провёл кластерный анализ земельных отношений в 19 российских губерниях на рубеже XIX-XX века. Этот пример изложен в учебнике
Ковальченко———там же указаны и ограничения метода, в частности, субъективизм при определении числа кластеров. Вместе с тем, в истории техники кластерный анализ до сих пор не пользовался популярностью.
Объект анализа
Объект анализа - характеристики поршневых истребителей, созданных между мировыми войнами в 1920-1944 годах. Год создания определяется по дате первого полёта -началу лётных испытаний.
1919 год исключён из рассмотрения, так как в это время, в основном, доделывались проекты, начатые в Первую Мировую войну, а вот в 1920 г. уже массово появляются новые конструкции. 1945 же год стал кризисным для стран, потерпевших поражение во Второй Мировой войне, а страны-победительницы начали конверсию производства. Кроме того, в 1945 г. многие конструкторские коллективы переключились на создание реактивной техники.
Оказывается, что кластерный анализ помогает дать обоснованный ответ на некоторые вопросы, широко обсуждающиеся в литературе по истории авиации.
Например, был ли рост мощности двигателей в годы Второй Мировой войны основным фактором в повышении скорости истребителей?
Верно ли, что США обеспечили отличные характеристики своих истребителей в основном благодаря мощным двигателям?
Правда ли, что основной проблемой советских истребителей, определивших их довольно заурядные скоростные характеристики, была нехватка мощности моторов, что и предопределило борьбу за их всемерное облегчение?
Исходные данные
Исходные данные взяты из базы данных самолётов XX века, создаваемой автором статьи. Структура базы данных, методы её наполнения и источники данных описаны в
Результат запроса к базе Microsoft Access сохранялся в виде листа Microsoft Excel. Лист таблицы Excel использовался как источник данных для статистической программы IBM SPSS со встроенным алгоритмом иерархической кластеризации. Построение графиков вновь велось в Microsoft Excel, куда из IBM SPSS экспортировались результаты разбиения совокупности на кластеры.
Для анализа были взяты только серийные, принятые на вооружение истребители; опытные самолёты не учитывались. Очень часто их вес был существенно меньше серийных вариантов (если, конечно, эта модель после доводки вообще доходила до серии), так как на прототипах часто не устанавливали всё требуемое заказчиком оборудование: радиостанции, протектирование баков, иногда даже вооружение. Часто по результатам испытаний требовалось усиливать конструкцию, изменять её с целью упрощения обслуживания, что обычно вело к росту веса и т.д. Наконец, качество постройки прототипов часто было выше, чем на серийных заводах. Поэтому характеристики опытных самолётов, в общем случае, выше серийных, однако... они не могут считаться истребителями, так как для реальной эксплуатации обычно непригодны.
Не включены в рассмотрение многоцелевые самолёты - тяжёлые истребители (в советской терминологии - «воздушные крейсера», в немецкой - «Zerstorer»), так как и методы их тактического применения и, как следствие, характеристики значительно отличаются от «классических» истребителей, от перехватчиков-«жокеев» до эскортных самолётов. При этом одноместные двухмоторные истребители, например, Р-38, Do.335 или D.H.103, в список вошли.
Не учитывались варианты истребителей, специально созданные для нанесения ударов по наземным целям, такие, как ударные Focke-Wulf Fw 190F/G или Hawker Hurricane 11D и торпедоносцы Blackburn Firebrand TF.3. В то же время, самолёты, изначально задуманные как истребители, но широко применяемые для ударов по наземным целям (например, американские Republic P-47D Thunderbolt) в анализе участвуют.
Всего в базу внесены записи о 564 серийных поршневых истребителях, созданных в мире в 1920-1944 годах. Однако надёжные полные данные: максимальная взлётная масса, максимальная мощность двигателя, площадь крыла, максимальная скорость на оптимальной высоте, собраны только по 519 модификациям.
Обычно не хватает сведений по отдельным модификациям известных типов. Так, в базе данных имеется вся необходимая для анализа информация о вариантах французского истребителя М.В.152 с моторами Gnome-Rhone GR.14 N25 и GR.14 N29, но нет сведений о взлётной массе и максимальной скорости варианта с мотором GR.14 N49. Есть сведения о палубном истребителе Brewster F2A-1, но нет данных о массе и скорости его сухопутного варианта с другим мотором В-239, который поставлялся на экспорт в Финляндию. Нет данных по максимальным скоростям и взлётным массам вариантов МиГ-3 с тяжёлым вооружением, но основная модификация МиГ-3 в анализ включена, и так далее.
Всего необходимые данные имеются по 92% всех известных истребителей, созданных в мире за четверть века, поэтому исходную информацию можно считать достаточно полной.
Первый полёт Всего модификаций Участвуют в анализе %
1920-25 68 63 93%
1926-30 77 68 88%
1931-35 82 77 94%
1936-40 139 124 89%
1941-44 198 187 94%
Таблица 1. Количество модификаций истребителей в мире по дате первого полёта
Так как мы изучаем особенности конструкторских школ, а не национальной авиапромышленности, страна модификации учитывается по месту её разработки, а не выпуска. Скажем, истребитель И-7, серийно строившийся в СССР, считается немецкой конструкцией, поскольку разработан он был немецкой компанией Нетке1.
Из собранных данных следует, что между мировыми войнами истребители собственной конструкции серийно строили в 18 странах: Австралии, Великобритании, Германии, Италии, Канаде, Мексике, Нидерландах, Норвегии, Польше, Румынии, СССР, США, Финляндии, Франции, Чехословакии, Швеции, Югославии и Японии.
Под СССР в 1920-1922 годах понимается Советская Россия (в Советской Украине в 1920-1922 годах истребители, в отличие от самолётов-разведчиков, не разрабатывались и не строились). «Британская Империя» объединяет самолёты, спроектированные в Великобритании, Австралии и Канаде, поскольку зависимость КБ последних двух стран
от компаний метрополии в этот период была очень сильна. На 9 стран: Мексика, Нидерланды, Норвегия, Польша, Румыния, Финляндия, Чехословакия, Швеция и Югославия приходится только 68 моделей самолётов, из них в анализе участвуют 59, они обычно объединены в группу «Прочие».
Выбор анализируемых параметров
Самая важная лётная характеристика истребителя - это максимальная горизонтальная скорость на оптимальной для данного самолёта высоте (далее Vmax, измеряемая в км/ч). Именно она определяет, сможет ли истребитель догнать противника и навязать ему бой, а при необходимости - без потерь выйти из боя.
Конечно, важны и другие параметры: время виража; угловая скорость крена; скороподъёмность (вертикальная скорость); максимальная устойчивая, допустимая по соображениям аэродинамики, прочности и управляемости, скорость пикирования; мощность секундного залпа; качество прицельного, связного, навигационного оборудования; прозрачность стёкол фонаря и многое, многое другое. Но мы в данной статье ограничимся только горизонтальной скоростью.
Скорость зависит, прежде всего, от мощности мотора, размеров крыла и массы самолёта. При равных коэффициентах лобового сопротивления Сх и высотах полёта скорость пропорциональна мощности мотора в степени 1/3, обратно пропорциональна площади крыла в той же степени (смотри, например, Р. с- 1671).
Площадь крыла связана с массой и её нельзя уменьшать до бесконечности: это приводит к ухудшению маневренности, ухудшению взлётно-посадочных характеристик а, начиная с определённого момента, и к росту сопротивления и, соответственно, уменьшению скорости из-за необходимости использовать большие углы атаки крыла и более несущие профили.
Чтобы корректно сравнивать самолёты разных масс (а взлётные массы изучаемых истребителей варьируются почти в 20 раз, от 630 до 11882 кг), перейдём к относительной величине: нагрузке на крыло M/S, где М - максимальная взлётная масса самолёта в кг, S - площадь крыла в кв.м.
Третья характеристика - это мощность. Рассмотрим относительную характеристику: нагрузка на мощность, M/N, где N - максимальная мощность мотора в л.с.
В общем случае скорость растёт с увеличением M/S и уменьшается с ростом M/N. В статье часто используется и обратная величина: удельная мощность N/M.
Критика метода
Предлагаемый метод имеет и недостатки. Во-первых, разные истребители развивали максимальные скорости на разных высотах. Так, самолёт МиГ-3 был оптимизирован для высот свыше 5 км, а пришедшие ему на смену истребители «Як» и «Ла» - для действий заметно ближе к земле.
Во-вторых, трудно определить, что значит максимальная мощность мотора: в разных странах под этим понимались разные показатели. Иногда указывается максимальная крейсерская мощность - то есть, мощность, которую двигатель может без ущерба развивать длительное время, скажем, в течение всего полёта. Иногда - взлётная, или кратковременная: работа мотора в таком режиме допускается в течение нескольких минут. Понятно, что этот показатель может быть заметно выше предыдущего. Иногда
указывается форсированная мощность, которая достигается при впрыске в цилиндры дополнительных реагентов, например, водного раствора метилового спирта (немецкая система MW-50). Наконец, может быть указана мощность либо у земли, либо на оптимальной для данного мотора высоте.
В работе мы старались сравнивать максимальные (кратковременные) мощности на оптимальной высоте, но не всегда удавалось получить именно такие данные. Наконец, максимальную скорость самолёт может развивать не на той высоте, где мощность мотора максимальна, а, из-за падения плотности воздуха и связанного с этим снижения аэродинамического сопротивления, на несколько большей высоте.
Поэтому в одной из трёх переменных, M/N, возможны ошибки. Возможно, позднее мне удастся провести более аккуратный анализ. Вместе с тем отметим, что здесь мы изучаем именно особенности конструкторских школ, поэтому целесообразно сравнивать характеристики в условиях, которые конструкторы предусматривали для их детища: то есть, именно максимальные скорости и максимальные мощности, независимо от того, на каких высотах они достигаются.
Наконец, все расчёты велись для максимальной взлётной массы. Но в бой истребитель обычно вступает с частично выработанным топливом, а доля этого топлива в общей массы для эскортных истребителей, рассчитанных на большую дальность, выше, чем у фронтовых. Правильнее было бы использовать массу при половинном запасе топлива, но такой показатель менее интуитивно понятен. В то же время, расчёты с использованием такого показателя для периода 1941-1944 годов показали, что отличия от кластеризации с использованием максимальной взлётной массы малы.
Развитие истребителей в 1920-1944 годах в числах
Обычно в работах по истории авиации (например, [8, с. 292, 2951^ анализ начинается с изучения динамики какого-либо показателя со временем. Проведём такой анализ и мы.
На Рисунках 1-4 показано изменение основных параметров истребителей, взлетевших в соответствующие годы и позднее запущенных в серийное производство. На графиках указаны среднее значение (простое усреднение по модификациям без учёта объёма выпуска) и коридор его изменения от минимального до максимального. Видно, что истребители за четверть века качественно изменились. Соответствующие числовые данные приведены в Таблице 1 (данные автора).
год Площадь крыла, кв.м. Взлётная масса,кг Мощность моторов, л. с. Макс. скоро
Мах Min Среди . Мах Min Среди . Мах Min Среди . Мах Min
1920 25,4 15,0 19,7 1280 630 930 300 120 200 245 162
1921 26,4 15,8 22,7 1218 697 963 300 110 208 232 145
1922 28,9 16,4 23,7 1352 875 1128 425 180 301 255 193
1923 32,2 15,9 24,4 1800 862 1225 425 180 316 278 200
1924 34,8 16,0 25,5 1836 858 1411 550 160 392 280 224
1925 40,0 18,4 26,0 2220 1050 1421 560 220 409 270 218
1926 37,0 20,0 24,5 1800 1272 1422 565 400 450 276 225
1927 36,5 22,0 26,2 1920 1250 1508 550 330 435 263 219
1928 28,6 17,6 24,0 1846 1336 1515 680 425 508 298 243
1929 36,5 15,8 25,0 1920 945 i486 730 270 498 330 218
1930 32,3 17,9 24,2 2245 1091 1512 550 420 471 359 227
1931 30,9 19,5 23,1 1845 1193 1555 730 420 541 356 245
1932 29,0 16,1 23,0 1895 1237 1622 750 440 571 351 260
1933 31,3 17,2 23,7 1913 1500 1725 850 450 611 375 277
1934 30,0 13,9 19,8 1950 1311 1650 860 480 645 390 299
1935 29,3 13,9 22,2 2560 1374 1831 980 600 748 454 315
1936 33,4 13,9 21,5 2200 1394 1836 870 500 751 450 330
1937 27,3 14,5 18,8 3000 1500 2089 1000 580 767 520 332
1938 30,0 12,5 20,3 3310 1670 2334 1200 500 859 583 347
1939 22,4 14,0 17,8 3147 1790 2474 1420 700 1007 670 443
1940 31,8 14,5 19,8 4860 1860 2936 1560 600 1139 640 356
1941 31,8 16,2 21,4 7031 2041 3621 2300 900 1283 645 410
1942 42,7 13,9 21,4 8981 2415 4067 3360 750 1538 701 489
1943 42,3 16,2 22,9 10233 2500 4903 4200 1000 1785 717 490
1944 65,9 14,9 23,4 11882 2642 5051 4200 ИЗО 1968 777 490
Таблица 2. Динамика основных показателей новых поршневых истребителей в 1920-1944 гг. Для двухдвигательных самолётов указана суммарная мощность силовой установки.
Слабее всех варьировались размеры самолётов и связанная с этим показателем площадь крыла. За 25 лет средняя площадь подросла только на 15%, с 20 до 23 кв.м., слабо и немонотонно изменяясь от года в году.
Но вот если средняя масса истребителей, созданных в 1920 г., равнялась 930 кг, а в 1944 г. превысила 5 тонн: здесь рост в 5,5 раз. Перелом произошёл в 1937 г., до этого масса росла весьма медленно. Средняя мощность двигателей увеличилась с 200 до почти 2000 л.е., то есть, в 10 раз; и опять-таки, точка начала ускоренного роста приходится на 1937 г.
Поэтому средняя нагрузка на крыло увеличилась в 4,7 раза, а удельная мощность - в 1,8 раза. В результате и средняя скорость выросла в 3,1 раза, с 211 до 657 км/ч.
При «прочих равных» скорость должна была бы вырасти в (см.-^-) К = 4,71/3 * 1,81/3 = 2,04 раза. Дополнительный прирост скорости в 3,1/2,04 = 1,5 раза связан непосредственно с совершенствованием аэродинамики самолётов за этот период.
Интересно, что ускоренный рост массы и мощности моторов в 1937-1944 годах во многом скомпенсировали друг друга: скорость продолжала увеличиваться прежним темпом.
В этот период истребители становились всё более разнообразными, увеличивался диапазон значений масс, площадей крыла и мощностей двигателей.
Г-- t \
с 4 i—i г-4 J 5 ( ! ( ; ■
I 1 < К к
--1-1—I-1-1-1-1-1—I-1-1—I-1-1-1-1-1-1-1-1—I-1-1-1-
.X 30 ai
I
I 25
1920 1922 1924 1920 192S 1SQG 19:32 1934 193Ö 193S 19« 19Ф 19-44
г
! 1 -l-'"'^
1920 1 922 1924 1926 1928 1930 1932 1934 1936 1938 1940 1942 1944
Рис.1-4. Динамика основных показателей новых поршневых истребителей в 1920-1944 гг. Разбиение на временные периоды
За четверть века истребители качественно изменились, поэтому не будем пытаться кластеризовать сразу весь объём данных: слишком разные в нём описаны самолёты.
Я разбил все данные на примерно пятилетние периоды. Последний период начат с 1941 г. - года вступления СССР и США в войну, что, разумеется, повлияло и на работу конструкторских бюро этих стран. Вместе с тем, первый период, во время которого конструкторская активность была минимальной, сделан несколько длиннее: 1920-1925 годы.
Из Рис. 5 видно, как мирный период сменился интенсивной подготовкой к войне.
Заметный рост числа новых конструкций начался в 1938 г. (Табл. 3) Особенно сильно в конце 1930-х годов нарастили интенсивность НИОКР в военной авиации Германия, Италия, США и Япония. В Германии, СССР и Японии интенсивность разработки военных самолётов начала расти несколько раньше, чем в других странах.
В то же время, роста числа моделей новых истребителей во Франции и Англии незаметен до самого начала войны, что, впрочем, может объясняться непропорционально - по сравнению с состоянием экономики - высокой активностью этих стран в области авиации в 1920-е годы.
Хотя это и не относится непосредственно к теме статьи, сравним объём выпуска с числом появляющихся новых модификаций (данные автора). С учётом времени на разработку самолёта (в тот период - порядка 2 лет) рост НИОКР начался примерно одновременно с ростом выпуска, но был отнюдь не столь интенсивным, а начиная с 1943 г. число выходящих на испытания истребителей, позднее запущенных в серию, вновь начало сокращаться. Так как ежегодный выпуск с 1920 по 1944 годы вырос в 300 раз, на графике обе величины даны в десятичном логарифмическом масштабе.
В работе уже было продемонстрировано, что невиданный более в истории рост выпуска самолётов в мире в 1940-1944 годах не сопровождался соответствующим ростом числа новых модификаций. Из Таблицы 4 видно, что хотя для истребителей рост интенсивности разработок произошёл, он был несравненно меньше, чем рост выпуска. Возможные причины этого обсуждались в
□ Проч не
□ Япония
□ Франция
□ США
■ ■¿ССР
□ Италия
■ Германия
□ Бри? И Ми.
год Брит. Имп. Германия Италия СССР США Франция Япония Прочие Всего
1920 0 0 0 0 1 2 0 1 4
1921 3 1 1 0 1 0 0 1 7
1922 б 1 0 0 4 1 1 1 14
1923 4 0 2 0 1 3 0 5 15
1924 1 0 1 1 1 4 0 5 13
1925 2 0 0 0 3 б 0 4 15
1926 0 0 1 1 5 5 0 0 12
1927 2 0 2 1 б б 0 2 19
1 Р?Я 1 п п 1 4 4 п п 1 п
>6/258!
1929
1930
1931
1932
1933
1934
1935
1936
1937
1938
1939
1940
1941
1942
1943
1944
сего
ис. 5,
ущен
~од
1920
1921
1922
1923
1924
1925
1926
1927
1928
1929
1930
1931
1932
1933
1934
1935
1936
1937
1938
1939
1940
1941
1942
1943
1944
его
3 3 1 1 5 0 0 б 19
5 0 2 1 3 2 0 4 17
3 2 2 1 5 0 2 2 17
0 0 1 0 5 3 2 0 И
3 2 2 0 2 2 1 5 17
2 1 1 5 2 5 1 3 20
3 2 0 2 4 2 2 2 17
4 2 2 б 2 1 1 3 21
1 4 3 1 1 1 4 4 19
3 2 3 2 10 2 2 7 31
0 3 0 б б 5 3 4 27
5 4 4 9 15 3 0 1 41
7 3 2 9 20 0 3 4 48
13 б 5 10 18 0 9 2 63
5 5 1 7 19 0 б 1 44
7 8 0 б 10 1 10 1 43
83 49 36 70 153 58 47 68 564
Таблица 3. Количество созданных новых модификаций истребителей, позднее ых в серийное производство, по году первого полёта прототипа. Данные автора
-106(Производство)-LOG(HoBbix модификаций)
Рис. б, Таблица 4 Выпуск истребителей в мире по годам и количество появляющихся новых модификаций истребителей, позднее запущенных в серию. На графике обе величины даны в десятичном логарифмическом масштабе.
Нормализация и корреляция показателей
Переменные Vmax, M/S, M/N имеют разную размерность и, в выбранных единицах, весьма разные пределы измерения: (145 - 777) км/ч; (31 - 328) кг/кв.м. и (1,67 - 6,34) кг/л.с. соответственно. Чтобы вклад их в расстояние между точками в многомерном пространстве был примерно одинаков, перейдём от (Vmax, M/S и M/N) к нормированным (Vmaxn, M/Sn и M/Nn). Значок «п» в обозначении компонент означает нормирование: все переменные нормированы так, что их дисперсия по всей выборке равна единице.
Нормализованные переменные безразмерны, поскольку получены делением двух величин с одинаковой размерностью: значения для данного наблюдения и среднего отклонения.
Пример: у нидерландского истребителя Koolhoven Buscaylet-De Monge 5/2 Vmax = 270 км/ч; взлётная масса M = 1350 кг, площадь крыла S = 24 кв.м., максимальная мощность двигателя N = 300 л.с. Получаем нагрузку на крыло M/S = 56 кг/кв.м. и нагрузку на мощность M/N = 4,5 кг/л.с.
Расчёт по всей выборке показал, что среднее квадратичное отклонение для скорости равно 158 км/ч; для M/S - 65 кг/кв.м., для M/N - 0,7 кг/л.с. Тогда нормализованные переменные равны: Vmaxn = 300/158 = 1,71; M/Sn = 0,87; M/Nn = 6,41.
Кластерный анализ хорошо работает, если переменные независимы. Все три наши переменные имеют различную физическую природу, но в статистическом смысле они отнюдь не независимы. Скорость истребителей очень сильно коррелирует с нагрузкой на крыло и заметно слабее антикоррелирует с нагрузкой на мощность. Например, для периода 1941-1944 годов коэффициенты корреляции для пар переменных (Vmaxn, M/Sn) и (Vmaxn, M/Nn) равны 0,64 и -0,08 соответственно.
Это уже удивительный результат: получается, что скорость истребителей между войнами
росла в основном не благодаря новым мощным моторам, а из-за прогресса аэродинамики, который позволял увеличить нагрузку на крыло без недопустимого снижения взлётно-посадочных характеристик.
Корреляции же переменных (Vmaxn, M/Sn) и (Vmaxn, M/Nn) по всему периоду 1920-1944 годам выглядят ещё более впечатляюще: 0,93 и -0,45 соответственно. Это показывает намного более важное значение аэродинамики, чем мощности, в росте скорости самолётов, в том числе, и в 1920-х годах - эпохе слабо обтекаемых «летающих этажерок».
Ортогонализация переменных
Сильная корреляция переменных (Vmaxn, M/Sn, M/Nn) означает, что распределение точек в многомерном пространстве с эвклидовой метрикой и базисными векторами, заданными указанными переменными, столь же неравномерно. Форма скоплений-кластеров сильно отличается от сферической, поэтому применение эвклидовой метрики, возможно, не позволит их корректно выделить.
Для кластеризации в пространстве коррелирующих переменных рекомендуется использовать расстояние Махаланобиса Г9г с- 82-84^ где метрика задаётся не единичным эвклидовым метрическим тензором Е, а тензором S-1, обратным к матрице ковариации переменных S. Тогда расстояние между двумя точками, определяемыми векторами а = (Vmaxna, M/Sna M/Nna) и b = (Vmaxnb, M/Snb M/Nnb) равно (a-b)TS-l(a-b) (T - операция траспонирования).
Однако используемое программное обеспечение - программа IBM SPSS - не рассчитано на применение неэвклидовых метрик.
Но тех же результатов можно добиться ортогонализацией и последующей нормализацией переменных а -> а/ = Аа, где матрица А удовлетворяет условию ATA = S-1, а метрика пространства выбирается обычной эвклидовой, то есть, расстояние равно сумме квадратов разностей координат. При этом корреляция новых переменных по всей выборке равна нулю
Действительно, эвклидово расстояние в новых переменных равно а/ТЕа/ = аТАТАа = aTS-la (смотри, например, Г9- с- 831).
Симметричная матрица ковариации векторов а = (Vmaxna, M/Sna M/Nna) имела следующие компоненты: S12 = 0,93 (очень сильная корреляция скорости и нагрузки на крыло); S13 = -0,45 (более слабая антикорреляция скорости и нагрузки на мощность); S23 = -0,27 (слабо зависимые переменные). Естественно, диагональные компоненты матрицы благодаря проведённому ранее нормированию переменных равны 1.
Собственные числа матрицы S-1 равны (0,46556; 1,2663; 20,088), Рассчитав матрицу А для заданной S получим для вектора а = (Vmaxn, M/Sn M/Nn) компоненты вектора а/:
а/1 = 0,4527*Vmaxn + 0,429*M/Sn - 0,2767*M/Nn
а/2 = 0,1965*Vmaxn + 0,4468*M/Sn + 1,014*M/Nn
a/3 = 3,261*Vmaxn - 2,997*M/Sn + 0,6886*M/Nn
Проверено, что для данной выборки ковариация таких векторов действительно равна нулю, то есть, они ортогональны.
Условно говоря, движение вдоль первого базисного вектора соответствует «грубой силе»: он растёт со скоростью и нагрузкой на крыло и уменьшается с нагрузкой на мощность. И второй, и третий факторы (рост нагрузки на крыло и уменьшение нагрузки на мощность) способствуют росту скорости - не удивительно, что она увеличивается.
Движение в направлении третьего базисного вектора соответствует «аэродинамическому совершенству»: скорость растёт (коэффициент при ней положителен), несмотря на то, что нагрузка на мощность растёт, а нагрузка на крыло - снижается.
Наконец, второй базисный вектор перпендикулярен двум другим
Пример: у рассмотренного ранее истребителя Koolhoven Buscaylet-De Monge 5/2
а = (Vmaxn, M/Sn, M/Nn) = (1,71, 0,87, 6,41)
Тогда координаты соответствующей ему точки в эвклидовом трёхмерном пространстве, в котором будет вестись кластеризация, равны:
а/1 = 0,4527*1,71 + 0,429*0,87 - 0,2767*6,41 = -0,626
а/2 = 0,1965*1,71 + 0,4468*0,87 + 1,014*6,41 = 7,224
а/3 = 3,261*1,71 - 2,997*0,87 + 0,6886*6,41 = 7,383
Должна ли метрика зависеть от подвыборки?
Мы разбили исследуемый четвертьвековой отрезок на пять примерно пятилетних периодов и проводим кластеризацию в каждом из них отдельно. Возможны два подхода:
• метрика в пространстве точек выбирается одинаково для всех периодов;
• для каждого периода проводится своя нормализация показателей.
При этом получатся и несколько разные результаты.
Динамика дисперсий скоростей, нагрузок на крыло и нагрузок на мощность по периодам разная. Если мы нормализуем указанные переменные по всему набору так, что их дисперсия и среднее отклонение равны единице в выбранных единицах измерения, то для поднабора, соответствующего периоду 1941-1944 годов, средние отклонения Vmax, M/S и M/N равны 0,8, 1,3 и 2,35 соответственно: разброс по скоростям в подвыборке относительно меньше, чем в целой выборке, а по нагрузке на мощность - заметно больше. Коэффициенты матрицы ковариации в подвыборке, естественно, тоже другие. Корреляция между Vmax и M/N по всей выборке равна -0,45, а для 1941-1944 годов -только -0,08. Поэтому и ортогонализировать переменные в каждой подвыборке пришлось бы по-своему.
Объективного решения здесь нет. На наш взгляд, второй подход, когда метрика пространства и расстояния между точками для каждого периода выбираются своими, сделала бы результаты анализа несравнимыми. Поэтому мы используем первый метод, когда нормализация и ортогонализация переменных проведена один раз для всей выборки: это даёт возможность разместить кластеры для различных периодов в общем пространстве единых переменных. Ещё раз напомним, что в кластерном анализе очень многое зависит от субъективного подхода исследователя: здесь и выбор переменных, и - самое важное - определение расстояния, и выбор числа кластеров.
Перейдём к полученным результатам.
Кластерный анализ: 1920-1925 годы
Кластеризация самолётов первого периода получилась простой и наглядной. 63 модели истребителей этого периода легко разделились на 3 группы (Рис. 7). Причём если расстояние от первого кластера до третьего в метрике выбранного нами пространства равно 25, то диаметры первого, второго и третьего кластеров примерно равны, соответственно, 7, 5 и 4 (напомним, что все нормализованные величины безразмерны), то есть, много меньше.
..........N I п
- ' I I I 1 I 1 □ TT [~j
'•Mi
its liäl-Ш is
Рис. 7. На дендрограмме расстояний между истребителями 1920-1925 годов, построенной программой IBM SPSS, отчётливо видны три кластера.
В Таблице 5 приведены средние значения для кластеров и для всей подвыборки. Столбец «цвет» показывает, какими цветами обозначены кластеры на графиках в данном разделе. Как и везде, Vmax, M/S, M/N и их средние отклонения (Л Vma^c Л M/S, Л M/N) измеряются в км/ч, кг/кв.м. и кг/л.с. соответственно.
Поле «слоган» в таблицах здесь и далее описывает субъективное отношение автора к данной группе самолётов, и читатель вправе не соглашаться с ним. Поле «Ср. год» означает среднее время появления модификаций данной группы.
\
п
Sf - S
I foil! s i
I 1 ]
1 I * it 5 ,
H
ili
iI IiI I 11
Кластер Слоган Цвет Модификаций % бипланов Ср. год Vmax M/S M/N Л Vmax
1 Слабые 10 50% 1921,9 212 47 5,37 35
2 Средние 25 76% 1922,6 231 51 4,21 24
3 Мощные 28 79% 1923,9 246 53 3,23 15
В целом 63 73% 1923,1 235 51 3,96 26
Таблица 5. Средние характеристики кластеров и средние отклонения (Л) параметров внутри кластеров, серийные истребитель 1920-1925 годов
Кластеризация в этом периоде может рассматриваться как учебный пример. Самолёты разделились на три группы, пропорционально мощности моторов: «слабые», «средние» и «сильные», со средними значениями мощностей 180 л.е., 310 л.с. и 400 л.с. соответственно.
Все серийные истребители в этот период были либо монопланами, либо бипланами. Трипланы и полипланы встречались только среди опытных, несерийных конструкций. Выделим зеленоватым цветом бипланы (Табл. 6).
Кластер Страна Модель
1 RnuT Имп RAF Я F
-г.........
Брит Имп Sopwith Ha-go
Германия Dornier Н Falke
Мексика TNCA 3-E-130
США Vought FU-1
Франция Gourdou-Lesseure GL.21, 22
Франция Nieuport Ko.3
Чехословакия Avia BH-3
2 Брит Имп Gloster Sparrowhawk
Брит Имп Gloster Mars X
Италия Ansaldo A-l PiL
Италия FIAT CR. 1
Италия Macchi M.7ter
Италия SIAI S.58
Нидерланды Fokker C.V-E
Нидерланды Fokker D.XI, D.C.I
Нидерланды Fokker F.VI
Нидерланды Koolhoven F.K.31
Koolhoven (De Monge) 5/2,
Нидерланды M-101
США Loening PW-2
США NAF TS-1
США Orenco D
Франция Bleriot-SPAD S-61, S-81
Франция Dewoitine D-l
Франция Nieuport Ко.4
Франция Villers 2
Чехословакия Aero A. 18
Чехословакия Letov S.4
Япония Mitsubishi 1MF3
3 Брит Имп Armstrong Whitworth Siskin
Брит Имп Fairey Flycatcher
Брит Имп Gloster Mars VI
Брит Имп Gloster Grebe, Gamecock
Брит Имп Hawker Woodcock
Брит Имп Martinsyde ADC 1
Брит Имп Parnal Plover
Нидерланды Fokker D.XIII
СССР Григорович И-2
США Boeing PW-9
США Curtiss PW-8, F6C, P-l
США Thomas-Morse MB-3A
Франция Bleriot-SPAD S-51
Франция Dewoitine D-9, D-21, AC.2
Франция Gourdou-Lesseure GL.32
Франция Macchi-Nieuport 29
Франция Wibault Wib.7
Чехословакия Avia BH-17, BH-21
Чехословакия Letov S.20
Таблица б. Разбивка по кластерам истребителей 1920-1925 годов, здесь и далее
перечислены основные типы. Зелёным выделены бипланы.
Рис. 8, 9. Средние значения параметров для истребителей трёх кластеров. Цвета соответствуют Таблице 4. Размер круга здесь и далее пропорционален числу моделей в
кластере
Япония
■ Чехословакия
□ Франция
■ СШа.
■ СССР
□ Нидерланды гл Мексика
□ Италия
■ Германия
□ Бриг Имп_
1, Сгвйые
2, Средние Кластер
3. Мощные
Рис. 10. Распределение по странам-разработчикам и по кластерам моделей новых серийных истребителей, созданных в 1920-1925 годах
Рис. 11. Распределение по годам и по кластерам моделей новых серийных истребителей,
созданных в 1920-1925 годах
Разброс характеристик мал, массы самолётов примерно одинаковые, и нагрузка на крыло тоже различается мало: у более мощной группы она больше всего на 15%. В основном это из-за того, что более мощный мотор является обычно и более тяжёлым.
Рис 12. Во всех кластерах оказались очень по-разному выглядящие самолёты. Но характеристики их близки. На фото самолёты из «слабого» кластера, сверху вниз: низкоплан Avia ВН-3 (Чехословакия, 1921 г.), моноплан-парасоль Dornier Н Falke (Германия, 1922 г.) и биплан Vought FU-1 (США, 1925 г.)
Соответственно, и летают истребители с мощными двигателями и чуть большей нагрузкой на крыло заметно быстрее. Мастерство конструкторов всех стран находится примерно на одном уровне, все они восприняли опыт недавно закончившейся Великой войны. Кто на какой мотор смог рассчитывать в тяжёлых условиях послевоенного сокращения вооружённых сил - тот с таким и проектировал. Нет и особой дифференциации по странам разработки: все ведущие авиационные державы того периода «отметились» во всех группах (Рис. 10).
В первой группе оказались «запоздавшие» лицензионные самолёты, созданные ещё во время войны и рассчитанных на двигатели того периода. Более мощные конструкции обычно появлялись позже: невозможность достать мощные двигатели характерна, прежде всего, для начала периода. (Рис. 11).
Заметной разницы между лётными характеристиками истребителей-бипланов и монопланов на этом этапе нет, почти всё определяется мощностью мотора. Монопланы чаще встречаются в первом, слабом кластере: в это время они рассматривались как экзотические экспериментальные конструкции, поэтому и моторы получали чаще по остаточному принципу.
Единственный (истребитель-моноплан Поликарпова И-1 отнесён нами к 1926 г., так как построенные в 1923-1925 годах прототипы ИЛ-400а, ИЛ-4006 и И Л-3 сильно отличались от появившегося в 1926 г. серийного самолёта И-1. Подобный подход: учёт года первого полёта модификации, пошедшей в серию, а не первого прототипа - часто весьма сильно отличающегося от будущего серийного варианта - применён и в дальнейшем) советский серийный истребитель, созданный в этот период - биплан Григорович И-2, построенный в 1924 г. с мощным 400-сильным мотором Packard Liberty (двигатель строился без лицензии на ленинградском заводе «Большевик» под наименованием М-5) и развивший скорость 242 км/ч, попал в третью, «сильную», группу, то есть, был выполнен вполне на мировом уровне.
Выводы: характеристики истребителей начала 1920-х годов определялись почти исключительно мощностью доступных моторов. Монопланы разных схем и бипланы имели сравнимые лётные данные. Различия национальных школ незначительны.
Рис 13. Единственный истребитель новой конструкции, запущенный в серийное производство в СССР до конца 1925 г., биплан Григоровича И-2. Прототип взлетел в 1924 г., в 1925-1929 гг. в Москве и Ленинграде построили 140 серийных самолётов И-2 и
И-2бис
Кластерный анализ: 1926-1930 годы
Кластеризация конструкций этого периода даёт намного более интересный результат, чем предыдущая: 68 моделей распадаются на шесть скоплений (Таблица 7).
Разброс по параметрам Vmax, M/S внутри кластеров довольно большой, хотя меньше среднего отклонения для всей выборки. Кластеризация в данном периоде определяется, в основном, группировкой по параметру M/N (нагрузка на мощность), этот параметр по-прежнему играет главную роль. Нумерация кластеров хронологична: средняя дата первого полёта самолётов первого кластера - 1927,7 год, а пятого - 1928,7 (Рисунок 16).
Модели самолётов, относящиеся к первым пяти из шести кластеров, появлялись в течение всего периода. Только шестой кластер, названный «Новые», проявился лишь в 1930 г. (Рис. 16)
Кластер Слоган Цвет Моди - фикаций % бипланов Ср. год Vmax M/S M/N А 1/
1 Мэйнстрим 32 78% 1927,7 260 60 3,00
2 Слабые 8 100% 1927,9 242 57 4,17
3 Монопланы б 0% 1928,0 239 74 3,58
4 V Л Я Ц HKIP 1 я 1 Р?Я fi 7 7 fi fin Я 4fi
5 Мощные 7 100% 1928,7 279 57 2,34
6 Новые - 2 100% 1930,0 337 61 3,18
В целом 68 79% 1928,1 263 61 3,22
Таблица 7. Средние характеристики кластеров и средние отклонения (Л), 1926-1930 годы
Кластер Страна Модель
1 Брит Имп Gloster Gamecock
Брит Имп Vickers Scout
Польша PZL P.7
СССР Поликарпов И-3
СССР Туполев И-4
СССР ОКБ-39 И-5
США Berliner Р-16
США Boeing FB, F2B, F3B, F4B
США Curtiss P-l, F-6C, F-7C
Франция SPAD S-61
Франция Dewoitine AC 3, D-19, D-27
Франция Gourdou-Lesseurre LGL-32
Франция Nieuport NiD-52, 72
Франция Wibault Wib.7 (Vickers 121)
Чехословакия Avia BH-33, PWS A
Чехословакия Letov S.31
2 Брит Имп Hawker Demon
Италия Macchi M.71
СССР Григорович И-2бис
Франция Levasseur PL-5
Франция Levy-Biche LB-2
Чехословакия Aero A-32
Чехословакия Avia BH-26
3 Польша PWS-10
СССР Поликарпов И-1
Франция Dewoitine D-21
Франция Wibault Wib.72, 73, 74
4 Брит Имп Blackburn Lincock
Брит Имп Bristol Bulldog II
Брит Имп Hawker Dankok
Германия Junkers К 47
Италия FIAT CR.20
Италия Macchi M.41
Нидерланды Fokker D.XVI
Швеция SAAB J.6
США Curtiss F6C
Франция Nieuport NiD-62
5 Германия Heinkel HD.38
США Boeing PW-9D
США Boeing P-12
США Curtiss P-2
6 Брит Имп Bristol JSSF
Р^гшт Имп Fsirpv Firpflv TT
_| ..........I-----' ------' "_
Таблица 8. Разбивка по кластерам истребителей 1926-1930 гг. Зелёным выделены
бипланы
жо
340
з:о ■
* 300
> л
200 ■
260
240 ■
220
200
55
60 5 5 70
Нагрузка нл крыло МЛ. кг кв.м.
75
Рис. 14, 15. Средние значения параметров для шести кластеров 1926-1930 годов
Рис. 16. Распределение по годам и по кластерам истребителей, созданных в 1926-1930
годах
35
■ Прочие Франция США
■ СССР □ Польша
■ Чехословакия П Италия
Я Германия П Брит Имп
1, Мэйнстоим 2,-Слабые ^3, Монопланы л, Красивые 5, Мош,нь;е 6. Новые
Кластер
Рис. 17. Распределение по странам-разработчикам и по кластерам истребителей 1926-30
гг.
Самый крупный первый кластер, названный мной «мэйнстрим», это прямое развитие третьей (мощной) группы самолётов предыдущего периода, с такой же нагрузкой на мощность, несколько большей (60 кг/кв.м. против 53 кг/кв.м.) средней нагрузкой на крыло и в результате большей, но ненамного скоростью (260 км/ч против 246 км/ч). Данный кластер - это эволюционное развитие в чистом виде.
Вторая группа, «слабые», это самолёты с моторами явно недостаточной мощности. При этом нагрузка на крыло взята такой же, как в истребителях предыдущего поколения -
менее 60 кг/кв.м. В результате и скорость оказалась низкой. Чаще всего такие самолёты создавались лишь из-за невозможности достать более качественный мотор.
Если в предыдущем периоде монопланы не имели преимуществ перед бипланами, то во второй половине 1920-х годов монопланы выглядели просто провально. Интересно, что почти половина монопланов оказалась объединена в чисто «монопланный» кластер № 3. В первом периоде монопланы были равномерно распределены по кластерам наряду с бипланами, такова же ситуация и в последующих периодах.
В конце же 1920-х годов монопланы были однозначно хуже бипланов. Они имели среднюю удельная мощность и очень высокую нагрузку на крыло (а это ухудшает важную для самолётов того периода горизонтальную манёвренность и взлётно-посадочные характеристики) и, одновременно, очень низкую скорость (около 240 км/ч). Пожалуй, единственный удачный моноплан этого периода - Junkers К.47, взлетевший в 1929 г. Но эта уникальная конструкция и стала единственным монопланом в «красивом» кластере (а заодно и единственным немецким самолётом в этом кластере).
Рис. 18 Единственный удачный серийный истребитель-моноплан 1920-х годов, немецкий Junkers К47. В варианте К47Ьа он развивал скорость 300 км/ч.
Четвёртый и пятый кластеры очень интересные. Оба они -дальнейшее развитие самолётов «мэйнстрима», но развитие пошло двумя совершенно разными путями, которые можно обозначить «красота» и «мощь». Средняя скорость истребителей из обеих групп примерно одинакова и равна 280 км/ч, это на 20 км/ч больше, чем у «мэйнстримных» машин - для того времени разница весьма существенная.
Но если «красивые» самолёты добились увеличения скорости при сохранении нагрузки на крыло и при уменьшении энерговооружённости, то «мощные» брали грубой силой: нагрузка на крыло даже несколько снизилась, зато удельная мощность оказалась в полтора раза выше чем у «красивых» самолётов!
И здесь мы видим явное разделение по странам. Первые два кластера интернациональные. С монопланами в это время экспериментировали только в Польше, СССР и Франции. А вот два разных пути развития бипланов явно связаны с двумя национальными школами.
Рис. 19. Истребители США в этот период конструировались по принципу «мотор помощнее - и полетит всё, что угодно». Этот Curtiss Р-2 с мощным 565-сильным мотором развивал
всего 276 км/ч
Увеличение энерговооружённости (кластер «мощные») - это подход США. Таким образом, для конца 1920-х годов тезис «истребители США летают хорошо благодаря мощным моторам» полностью оправдан. Но мы увидим, что ко времени начала Второй Мировой войны ситуация кардинально изменится. Совершенствование же аэродинамики (кластер «красивые») во многом связано с итальянскими и британскими конструкторами.
Рис. 20. Самый совершенный серийный истребитель конца 1920-х годов: британский
Fairey Firefly ИМ, скорость 359 км/ч
Ещё больше в лидерстве британцев нас убеждает анализ шестого класса («новые»
самолёты). Он состоит только из двух британских бипланов с очень высокой для своего времени скоростью и умеренными нагрузками на крыло и на мощность. Это, действительно, опередившие на пару лет самолёты нового поколения. В следующей пятилетке они разовьются в кластер «быстрые» (см. раздел 1931-1935 годы) и упрочат проявившееся в этот период технологическое лидерство Великобритании. Нагрузка на мощность у «новых» истребителей ближе к группе «красивых» самолётов, чем к «мощным».
Итак, развитие истребителей во второй половине 1920-х годов имело следующие особенности:
• Появилась заметная диверсификация моделей. Если по удельным параметрам практически все истребители начала 1920-х годов были похожи друг на друга и их преимущества и недостатки определялись, фактически, только качеством использованного двигателя, то во второй половине десятилетия различия сильно увеличились.
• Монопланы во всех странах проявили себя крайне неудачно. И скорость, и манёвренность, и ряд других параметров (например, прочность крыльевой коробки: у биплана она выше, так как два крыла со стойками образуют жёсткую ферму, ещё и подкреплённую расчалками) у монопланов оказались явно хуже. Конструкторы ещё не научились использовать преимущества толстого свободнонесущего крыла. В результате - и, как мы видим, по совершенно объективным причинам, а не из-за консерватизма конструкторов - в первой половине 1930-х годов во всём мире доминировали истребители-бипланы.
• Чётко видны два пути совершенствования машин: «сила» и «красота». В первом случае скорость растёт благодаря увеличению мощности (абсолютной и удельной) мотора, во втором - благодаря совершенствованию аэродинамики, при этом нагрузка на мощность даже возрастает. Конструкторы США пошли именно по пути увеличения энерговооружённости.
• Если в предыдущую пятилетку конструкторы разных стран шли вровень, то в конце 1920-х годов проявилось лидерство Великобритании, которое упрочилось в следующее пятилетие.
• Наряду с Британией впёред вырвались и итальянские конструкторы. Как мы увидим, они продолжили свой успех и в 1930-х годах.
• Частное наблюдение: «одинокий шедевр» этого периода - немецкий моноплан Junkers К47, обычно не выделяемый в работах историков авиации. Видно, что он значительно превосходил все созданные за пятилетку в мире истребители-монопланы и достоин большего внимания историков авиации.
Кластерный анализ: 1931-1935 годы
77 модификаций серийных истребителей первой половины 1930-х годов разбиваются на 7 кластеров (см. Таблицы 9, 10). Средние отклонения внутри каждого кластера по каждому из параметров заметно меньше, чем по выборке в целом, что свидетельствует о разумности данной кластеризации.
Кластер Слоган Цвет Моди - фикаций % би - планов Ср. год Vmax M/S M/N A
1 Старые 4 50% 1931,8 267 82 3,19
2 Мощные 19 74% 1932,8 321 74 2,35
3 Середняки 28 57% 1933,1 327 79 2,90
4 Rkirmkip 1 я Q4% 1 cm 4 7? 7 Я7
— —— ■ г- — ■— " ■ 'w
5 Неудачные Ш 3 0% 1934,3 344 105 2,07
б Новые 3 33% 1935,0 430 96 2,08
7 Тяжёлые 2 50% 1933,0 344 74 3,86
В целом 77 бб% 1933,1 336 78 2,73
Таблица 9. Средние характеристики кластеров и средние отклонения (Л), 1931-1935 годы
Кластер Страна Модель
1 Германия Arado Ar 64
СССР Григорович И-Z
США Curtiss F9C
Франция Moräne Saulnier MS.226
2 Германия Arado Ar.64
Германия И-7 (Heinkel HD 37)
СССР Григорович ИП-1
США Boeing P-12, F4B
США Curtiss P-6 Hawk
США Vought V-80
Франция Dewoitine D-371
Франция Loire 46
Франция Nieuport Delage NiD-123
Чехословакия Avia B.34, B.534
Япония Nakajima A2N, A4N
Япония Nakajima 91-2
3 Брит Имп Hawker Nimrod II, Persian Fury I
Германия Arado Ar 65
Германия Heinkel He.51
Италия Breda Ba.27
Италия FIAT CR.20
Польша PZL P.lla, b
Румыния IAR 14
СССР Поликарпов И-16
США Boeing F4B
США Boeing P-26
Франция Bleriot-SPAD S-510
Франция Dewoitine D-510
Франция Moräne Saulnier MS.225
Франция Nieuport Delage NiD-626, 629
Чехословакия Letov S.231
Швеция SAAB J6 Jaktfalk
Япония Kawasaki KDA-5
4 Брит Имп Armstrong Whitworth A.W.16
Брит Имп Bristol Bulldog
Брит Имп Fairey Feroce
Брит Имп Gloster Gauntlet
Брит Имп Hawker Fury и Nimrod
Италия Caproni Ca.114
Италия FIAT CR.30, CR.32
Нидерланды Fokker D.XVII
Польша PZL P.XI с
пппо
Г i i u J i vi isa \J 11 и в J
США Grumman F2F, F3F
США Grumman F2F, F3F
5 Франция Dewoitine D-500, 501
Франция Liore Nieuport LN.210
б СССР И-16 тип 5
Югославия IK-2
Япония Ki-10
7 Италия CANT 25A.R.
США Consolidated P-30A
Таблица 10. Разбивка по кластерам истребителей 1931-1935 гг. Зелёным выделены
бипланы.
Рис. 21, 22. Средние значения параметров для семи кластеров 1931-1935 годов
1931
1932
1933
1934
□ 7, Тяжелый
■ 6, Новые
■ 5, Неудачные 4, Быстрые
■ 3,.Серздняки 2, Мощные
\ . Старые
1935
Рис. 23. Распределение по годам и по кластерам истребителей, созданных в 1931-1935
годах
ИПрочие
а Чехословакия
□ Франция
■ США
■ СССР пПольш а
!4талия
■ Германия
□ Брит Имп
1. Старые 2, Мощные .^Середняки 4. Быстрые 5. Неудачный б.Но^ые
Кластер
7, I яж ёлы е
Рис. 24. Распределение по странам-разработчикам и по кластерам истребителей 1931-35
гг.
Как и в прошлом периоде, в первом - самом раннем по годам первого полёта мы видим запоздавшие конструкции. Параметры этого небольшого кластера («старые») истребители практически совпадает с параметрами кластера «мэйнстрим» 1926-1930 годов. Это самолёты, морально устаревшие уже ко времени испытаний но, тем не менее, запущенные в серию.
Причины таких решений разнятся. Например, немецкий биплан Аг.64 с самого начала задумывался как учебный истребитель для возрождающихся Люфтваффе соответственно, и требования к нему были пониже, чем к полноценной боевой машине.
Кроме того, можно процитировать Грина: «Самолеты, заказанные в качестве первого поколения немецких ВВС, были более чем консервативными. Основной целью их создания было дать возможность авиафирмам и оперяющимся ВВС набраться опыта» П01
Американский биплан СиШвв Р9С и французский моноплан МБ.22, попавшие в тот же кластер, это палубные истребители. Палубные самолёты должны быть более прочными, а значит, и более тяжёлыми. Повышенные требования моряков приводили к консервативности конструкции. Сухопутный вариант французского самолёта МБ.225 оказался не среди отстающих, а среди «середнячков», но при «оморячивании» конструкторы умудрились потерять свыше 50 км/ч скорости, и посредственный истребитель превратился просто в плохой. Причины этого заслуживают отдельной статьи.
Пара МБ.225 - МБ.226 показывает пример использования кластерного анализа как инструмента историка техники: если две модификации одного типа оказываются в разных кластерах, значит, имеет смысл изучить такой факт дополнительно, и с большой вероятностью натолкнёшься на нечто интересное.
Советский же моноплан ]А-2 покорил заказчиков необычным вооружением: 76 мм (!) безоткатными пушками Курчевского. В любом случае, в первом кластере сосредоточены маргинальные конструкции с низкими лётными данными. Видно, что среди морально устаревших конструкций этого периода поровну бипланов и монопланов.
Затем идут три крупных кластера, в каждом из которых преобладают бипланы. Кластер «середняки» представляет основную тенденцию конструирования в этот период. По сравнению с классом «середняков» предыдущей пятилетки нагрузка на мощность осталась примерно такой же, но нагрузка на крыло выросла на треть, а скорость - на 60 км/ч, на 23%. При «прочих равных» рост скорости должен был составить (4/3)1/3 - 1 = 10%. Большая часть роста, 13%, приходится на совершенствование аэродинамики, а вот рост мощности двигателей здесь ни при чём.
Рис. 25. Истребитель Поликарпова И-15 попал в класс удачных, «быстрых» самолётов
Два следующих класса, «мощные» и «быстрые», соответствуют, как и в прошлой пятилетке, двум путям развития: через силу и через мастерство. «Мощные» отличаются большей удельной мощностью моторов, несколько меньшей нагрузкой на крыло но... быстрее летать они не стали. А вот класс «быстрых» интересен: нагрузка на крыло -меньше, удельная мощность - примерно как у середнячков, а скорость заметно выше. Это говорит о большем совершенстве конструкций.
Как и в прошлой пятилетке, среди «мощных» самолётов по-прежнему много истребителей США, а среди «быстрых» доминируют англичане. Значит, вывод о том, что «в США при создании истребителей рассчитывали на мощность моторов, а вот самая лучшая аэродинамика была у конструкторов британской школы» можно распространить на всё десятилетие 1926-1935 годов (напомним, что в 1921-1925 годах различия между национальными школами были невелики).
Кроме перечисленных, выделяются три небольших кластера по 2-3 модификации. «Тяжёлые» истребители вполне могли бы стать удачными самолётами, но им не хватило мощности.
А вот французские эксперименты с монопланами Dewoitine D-500 (построено более 360 самолётов в вариантах D-500 - D-513) и LN.210 (21 экземпляр. Здесь и далее данные по выпуску собраны автором) были явно неудачными. Правда, развитие линии D-500 привело к созданию в 1939 г. лучшего французского истребителя D-520... но лучшим он был лишь французским меркам. Со скоростью 534 км/ч самолёт уступал и британским, и немецким, и американским самолётам, и появившимся в 1940 году советским истребителям «новых типов» - Як, ЛаГГ и МиГ.
Таким образом, и в этот период монопланы не показали преимуществ, и ориентация военных заказчиков на бипланы была вполне оправданной: они судили не по теориям аэродинамиков, а по практике испытаний и эксплуатации.
Единственным исключением стали два опередивших время самолёта, образовавшие кластер «новые»: советский моноплан И-16 тип 5, югославский моноплан Ikarus IK-2. Но и к ним в компанию попал японский биплан Kawasaki Ki-10-I. При этом И-16 тип 1 с менее мощным мотором остался в кластере просто «быстрых» машин (кластер 4)
Удивительно, что все три передовые модели созданы в странах, ранее не замеченных в лидерстве (хотя достижение И-16 подкрепляет другой удачный самолёт, упомянутый ранее: И-15). Вероятно, это связано с тем, что СССР и Япония чуть раньше других приступили к наращиванию вооружённых сил в 1930-е годы - это подтверждает и
динамика выпуска (см., например, а их конструкторы не были в такой же степени
связаны предыдущим опытом, как, например, конструкторы Великобритании.
Получается, что не только всем известный И-16, но и куда менее популярные IK-2 и Ki-10-1 заслуживают внимания историков авиации, все они, пусть ненамного, но опередили время. И если IK-2 из-за слабых возможностей промышленности Югославии был построен всего в 14 экземплярах, то Ki-10 выпускался весьма внушительной серией: 588 машин
Итак, в первой половине годов.
• Сохраняются особенности национальных школ. Лучшая аэродинамика по-прежнему у британцев, на мощность двигателей по-прежнему рассчитывают в США.
• Вновь продемонстрированы два пути развития: через увеличение энерговооружённости и через совершенствование аэродинамики при сохранении примерно тех же энерговооружённости и нагрузки на крыло. Второй путь дал лучшие результаты.
• Появились предвестники смены направления развития: рубеж в 400 км/ч прёодолён несколькими моделями (7 кластер) за счёт и роста энерговооружённости, и роста нагрузки на крыло. Пока рост нагрузки на крыло не слишком велик, около 20%, с 80 до 96 кг/кв.м. Но, как мы увидим далее, это начало нового пути.
• Монопланы по-прежнему не доказали своих преимуществ. Более того, французские монопланы были явно неудачными. Среди маленького седьмого кластера самых совершенных истребителей два моноплана, но присутствует и один биплан.
Кластерный анализ: 1936-1940 годы
Скачкообразное уменьшение размеров кластера в этом случае происходит при переходе от б к 7 кластерам. В каждом кластере у всех трёх параметров средние отклонения заметно меньше, чем средние отклонения целой выборки.
Особняком стоит палубный двухместный истребитель Fairey Fulmar с низкой скоростью и очень большой нагрузкой на мощность (4,5 кг/л.е.). Он в одиночку образует седьмой кластер. Эта машина была перетяжелена, прежде всего, потому, что несла, кроме пилота, и штурмана: британские моряки считали, что пилот в одиночку не сможет вернуться к авианосцу в бескрайнем море. Больше мы о Fulmar говорить не будем, рассмотрим остальные б кластеров.
Рис. 26. Большой и тяжёлый палубный истребитель Fulmar образовал одиночный кластер
Кластер Слоган Цвет Модифи- каций % би - планов Ср. год Vmax M/S M/N А
1 Старые 8 100% 1937,3 351 80 3,09
2 Грубые 23 26% 1937,2 410 107 2,26
3 Середняки 34 38% 1938,1 457 100 2,32
4 Скачок 38 0% 1938,7 515 155 2,91
5 Хорошие 11 0% 1938,9 554 138 2,84
6 Болиды 9 0% 1939,4 526 175 2,43
В целом 124 22% 1940,0 472 126 2,61
Таблица 11. Средние характеристики кластеров и средние отклонения, 1936-1940 годы
Кластер Страна Модель
1 Германия Arado Ar 68Е
Италия FIAT CR.32
Италия IMAM Ro.44
СССР ДИ-6
США Grumman G-23
Ärmst rong-W hit worth
2 Брит Имп A.W.35
Брит Имп Hawker Fury
ГрпмяН М Я АгяНп Ar fiRF
■ — г- ■ ■ —
Польша PZL Р.И
Польша PZL Р.24
СССР Поликарпов И-15бис
СССР Поликарпов И-16
США Boeing Р-26
Франция Dewoitine D-373
Чехословакия Avia В.534 (кроме В.534 IV)
3 Брит Имп Gloster Gladiator
Германия Bf109Е
Италия FIAT CR.42
СССР И-14
СССР Поликарпов И-153
США Brewster F2A-1 Curtiss P-36, Hawk 75
США (кроме M-O)
США Grumman F3F
Чехословакия Avia В.534 IV
Япония Kawasaki Ki-10
Япония Mitsubishi A5M
Япония Nakajima Ki-27
4 Германия Messerschmitt Bf 109B-D
Италия FIAT G.50
Италия Macchi M.C.200, 202
Нидерланды D.XXI
СССР И-28
СССР И-180
СССР МиГ-1
СССР Як-1
США Bell 14
США Brewster B-339
США Curtiss Hawk 75M, N, О
США Curtiss P-40
США North American P-64
США Republic P-35
США Vultee P-66
Франция Arsenal VG-33
Франция Bloch M.B.151, 152
Франция Caudron С.714
Франция Dewoitine D-520
Франция Morane-Saulnier MS.406
Югославия Ikarus IK-3
5 Брит Имп Hawker Hurricane
Брит Имп Supermarine Spitfire
Германия Heinkel He 100
Германия Heinkel He 112
Италия Reggiane Re.2000
США Bell YP-39
США Grumman F4F
Чехословакия Avia Av.135
Япония Mitsubishi A6M
6 Германия Нидерланды Румыния США Франция Focke Wulf Fw 190 Koolhoven F.К.58 IAR-80 Brewster F2A (кроме F2A-1) Bloch M.B.155
7 Брит Имп Fairey Fulmar
Таблица 12.Разбивка по кластерам истребителей 1936-1940 гг. Зелёным выделены
бипланы.
Рис. 27, 28. Средние значения параметров для шести кластеров 1936-1940 годов
1—
п 1 1
■ 1 1 1 1 ■ ■ ■ ■
^г 1 1
1936 1937 1936 1939 1940
■ 6, Болиды • 5, Хорошие
4, Скачок В 3; Середняки 2, Грубые i, Старые
Рис. 29. Распределение по годам и по кластерам истребителей 1936-40 гг.
□ Прочие Япония
П Франция П США
■ СССР
□ Италия
■ Германия ЕЭ Бриг Имп
Рис. 30. Распределение по странам-разработчикам и по кластерам истребителей,
созданных в 1936-1940 годах
Восемь «старых» истребителей из первого кластера - это восемь устаревших к моменту своего создания самолётов. Некоторой индульгенции заслуживает только советский ДИ-6: в отличие от других это двухместная машина. В задней кабине, в отличие от Fulmar, находится стрелок с подвижным пулемётом. Считалось, что стрелок резко повысит боевые способности самолёта в групповых боях. Однако оказалось, что при маневрировании в бою с заметными перегрузками точность стрельбы стрелка совершенно неудовлетворительна.
Кластеры 2 и 3 представляют удивительную картину. Самолёты из третьего кластера
(«середняки») заметно лучше, чем из второго: они летают быстрее с меньшей нагрузкой на крыло (а значит, они более манёвренны) и с большей нагрузкой на мощность (и, одновременно, более экономичны). Именно поэтому самолёты второго кластера получили слоган «грубые»: по аэродинамике они явно отстают. И если самые скоростные 4-6 кластеры состоят только из монопланов, то в первых двух кластерах доля бипланов сравнима: 38% и 26% соответственно.
Оба кластера, и «грубые», и «середняки», интернациональны (см. Рис. 30), хотя самолётов США и Японии больше в лучшем кластере № 3. Вместе с тем, кластер № 3 объединяет самолёты, созданные, в среднем, на год позднее (средний год первого полёта 1938,1 против 1937,2). И мы видим в явном виде прогресс аэродинамики за год. Развитие ускорилось настолько, что даже внутри одного пятилетнего периода произошёл заметный скачок, в результате чего магистральная линия развития авиационных конструкций оказалась разложенной на два кластера.
Но самое интересное наблюдается в 1938 г. Между 3 и 4 кластером, обозначенными, соответственно, «середняки» и «скачок», (различие в средней дате первого полёта -всего полгода) действительно происходит качественный скачок. Нагрузка на крыло выросла более, чем в полтора раза, а удельная мощность даже несколько снизилась. Но в результате самолёты стали летать намного быстрее. Интересно, что машины по «старой» (кластер 3) и «новой» (кластер 4) методологиям создавались практически одновременно.
Увеличить нагрузку на крыло - сложная задача, если учесть, что необходимо сохранить приемлемые взлётно-посадочные характеристики, то есть, при минимальной скорости крыло должно быть по-прежнему способно нести вес машины. Этому способствовали и новые профили, и, прежде всего, более широкое внедрение механизации крыла.
Как говорилось ранее, скорость при прочих равных пропорциональна мощности мотора в
степени 1/3 и обратно пропорциональна площади крыла в той же степени (Р. с- 1671). Поэтому показатель
К = Утах*(5крыла/1\1)1/3
исключает прямое влияние этих факторов и иллюстрирует аэродинамическое совершенство самолёта. В системе СИ среднее значение К для самолётов кластера «середняки» равно 1,11, а для кластера «скачок» - 1,16, вполне заметный рост.
Кластер «скачок» тоже оказывается интернациональным. Таким образом, первый скачкообразный рост нагрузки на крыло удался практически всем национальным школам (в четвёртом кластере, правда, нет британских машин - зато они есть в пятом).
Есть в кластере «скачок» и советские самолёты, хотя это чуть более поздние машины, созданные в 1939-1940 годах. Это известные «истребители новых типов», И-180 Поликарпова и И-28 Яценко. Таким образом, рассматриваемый скачок был совершён и в СССР - правда, с некоторым запозданием.
На фоне остальных неплохо выглядят и самолёты И-16 последних серий. Возможно, прав В.П. Иванов, который утверждал, что правильно модифицированный И-16 вполне мог бы
достойно выступить в первой половине Великой Отечественной войны П21.
Дальше же мы вновь наблюдаем расхождение путей развития. Вновь мы видим, что путь развития, как и в предыдущих пятилетиях, раздваивается на пути «силы» и «красоты».
Возможно, это наблюдение общего закона развития технических систем.
Одни конструкторы принимают «силовые» решения, уменьшая нагрузку на мощность и ещё более увеличивая нагрузку на крыло. В нашем случае это кластер № б, «болиды». Но это почти не приводит к росту скорости.
Другие же, продолжая совершенствовать аэродинамику, даже уменьшают нагрузку на крыло... и всё равно добиваются роста скорости. Это кластер № 5, «хорошие» самолёты. И здесь, наконец-то, появляются два национальных различия.
Большинство стран вело поиски по обоим направлениям. Но вот Великобритания целиком сосредоточилась на совершенствовании аэродинамики, она «болидов» не строила. Британская аэродинамическая школа по-прежнему удерживает первенство.
Среди «середнячков» четвёртого кластера американская компания Brewster, так и не сумевшая создать хороший истребитель, но в одной группе с ней разместились и Vultee с Republic, создавшие позднее прекрасные самолёты F4U Corsair и Р-47 Thunderbolt. Таким образом, отставание может быть и временным. Но вот то, что в четвёртый кластер попали и почти все истребители Франции и Италии, показывает уже системное отставание конструкторских школ данных стран. И если в Италии в 1940 г. всё-таки был создан самолёт Reggiane Re.2000, попавший в лучший, пятый кластер, то во Франции таких машин не было совсем.
К сожалению, ни одного советского самолёта нет ни в пятом, ни в шестом кластерах. В
работе показано, что, хотя объём выпуска самолётов в СССР в 1936-39 годах стабильно рос, число появлявшихся новых модификаций самолётов резко сократилось: с 57 в 1936 г. до 33 в 1938 г. Вероятная причина этого - репрессии в авиапромышленности и авиационной науке. И, скорее всего, они же стали одной из основных причин того, что конструкторы СССР не создали ни одного самолёта, который можно было бы отнести к 5 или б кластеру, что обусловило и системное отставание в годы Великой Отечественной войны.
Рис. 31. Тем не менее, самый быстрый крупносерийный истребитель, созданный в 1936-
40 годах, появился именно в СССР. Это МиГ-3 (1940 г.), развивавший до 640 км/ч. Быстрее него летал только немецкий Нетке! He.l00d-l, но он был выпущен только в 12
экземплярах
Можно ли заметить кластеры невооружённым глазом?
На Рисунках 32, 33 приведены значения пар (скорость, нагрузка на крыло) и (скорость, нагрузка на мощность) для истребителей, созданных в 1936-1940 году с разбивкой по кластерам.
250
^ 200
В
£
г. _
с х
150
100
50
Истребители 193640 годов
V > * #
*;. - •
л щ « .*» '
300 350 400 450 500 550 600 Млксимагьнля скорость, кы ч
650
1 2
• 3 ■ 4
* 5 *6
700
4р
35
зи
25
2р
15
Истребители 1936-40 годов
■
о а * • ■ ■ в* ■
е с-' * ■ :. ■ ■ > ■ л • » * • • ■ •, ■ « я * * ■ "
. " л V ■ *м,
• щ ■V • ■ » «
*-
• + * г
300 350 400 450 500 550 600
Ма кс им л л ь н.1 я с но рос ть. км ч
650
1
2
* 3 » д
+ 5
700
Рис. 32, 33. Диаграммы «скорость/нагрузка на крыло» и «скорость/нагрузка на мощность» для истребителей 1936-1940 годов, цветом показана разбивка по кластерам
Видно, что выделить кластеры путём «вглядывания» в подобные графики очень непросто (возможно, за исключением стоящего особняком первого кластера: устаревших бипланов).
Обратим также внимание на очень сильную корреляцию скорости с нагрузкой на крыло и слабую антикорреляцию - с нагрузкой на мощность - такую же картину мы увидим и в следующем периоде.
Кластерный анализ: 1941-1944 годы
* р*
*
. Г ■ v •! * •
Ъ а"
S J о
Брит Имгт я Германия
Италия V С:£С Р
• США
о Япония
♦ Прочие
550 600 650
Скорость, км/ч
5
V » % * *
в ♦ t • * , V* ■ я» * * . »- «« * » t* * 5
* ■ * ■ , i « в ■
■ 3 * к а 1,1 « * Г • 7 ■ ■ * » * * Щ » ejf.tBF.f
♦ в «а * • • ■ * ■ ■
■ЯОО 460 500 550 600 650 700 7 5 0 800
Скорость, км /ч
Брит И мп
■ Германия Италия
I СССР
■ США (Я Япония
■ П [=■■=' Ч L1
Рис. 34, 35. Диаграммы «скорость/нагрузка на крыло» и «скорость/нагрузка на мощность» для истребителей 1941-1944 годов
В 1941-1944 годах по-прежнему решающую роль для роста скорости играло увеличение нагрузки на крыло, а не рост удельной мощности. На графиках 34, 35 видна сильная корреляция между параметрами Vmax и M/S и исчезновение ещё заметной в предыдущем пятилетии корреляции между Vmax и M/N, при этом разброс параметра M/N для любой скорости очень велик.
Это связано с тем, что достичь высокой скорости можно двумя путями: либо уменьшая крыло при не слишком мощном для соответствующего веса самолёта двигателе, либо при большом крыле увеличивать мощность моторов. Ярким примером первого выбора является американский истребитель Republic P-47N Thunderbolt, второго - британский двухмоторный истребитель de Havilland D.H.103 F.1, соответствующие им точки выделены на графиках.
Рис 36, 37. Грамотно реализованные противоположные подходы: высокая удельная мощность при умеренной нагрузке на крыло или наоборот могут дать одинаково хороший результат. Вверху de Havilland D.H.103 F.1, внизу - Republic P-47N-5. Оба они - среди самых быстрых поршневых истребителей в мире
Из графиков 34, 35 видно и отличие конструкторских школ Британии, Италии, СССР и Японии, уповавших на рост энерговооружённости, от США, где разработчики смело увеличили нагрузку на крыло. Самолёты Германии занимают промежуточное положение.
Советские авиаконструкторы явно недооценили возможности, которые даёт рост нагрузки на крыло. Это особенно печально, если вспомнить, что ЦАГИ в своих рекомендациях постоянно подчёркивал важность роста этого параметра. Например, в
«Справочнике по иностранным самолётам» Г13, Ci 1Q1, изданном ЦАГИ, указано, что за пять лет, с 1934 г. по 1939 г., средняя скорость одноместных истребителей увеличилась на 42%, а нагрузка на крыло росла опережающими темпами - 56% (расчёты по нашей выборке дают, естественно, другой, но близкий результат: 46% и 63% соответственно).
Рис. 34 и 35 позволяют снять ещё одно из возможных возражений к нашему подходу: мы не учитывали дальность истребителей. Большая дальность означает больший запас топлива, а максимальная скорость истребителей обычно измеряется при нормальной, а
не при максимальной взлётной массе. Методика определения нормальной взлётной массы разнилась по странам, но часто принимался вариант половинной заправки топливом: это соответствует сценарию, когда истребители сопровождают свои ударные самолёты и над целью встречают истребители противника; или когда истребители принимают бой после некоторого времени барражирования над своей территорией. Поэтому использование для оценки качества истребителей максимальной взлётной массы даёт ошибку, зависящую от дальности самолёта.
Но из графиков видно, что особенно существенна разница исследуемых показателей между истребителями США и Японии, заметна и разница между истребителями Германии и Великобритании. При этом именно США и Япония уделяли особое внимание дальности, поскольку их истребители предназначались для действий над просторами Тихого океана, в том числе, для эскортирования своих ударных самолётов. Великобритания же и Германия в значительной мере ориентировались на задачи ПВО и (особенно Германия) -защиты войск в прифронтовой полосе, что не требовало значительной дальности. То есть, разница видна и при сравнении самолётов только с большой или только с малой дальностью Поэтому неточность выводов, связанную с неучётом дальности самолётов, можно считать небольшой.
Перейдём теперь собственно к кластерному анализу. Резкий рост размера кластера происходит при переходе от б к 5 кластерам, поэтому остановимся на шести. При этом в шестом оказывается только один тип: нидерландский Роккег 0.ХХ1-4. Наверняка, там же разместился бы и О.ХХ1-5, для которого полных данных. Это выпускавшийся в Финляндии по лицензии в 1941-1944 годах крайне устаревший моноплан, первый вариант которого поднялся в небо ещё в 1936 г. Больше о шестом кластере мы говорить не будем.
Кластер Страна Модель
1 Брит Имп Blackburn Firebrand
Брит Имп САС СА-12, 13, 19
Брит Имп Fairey Fulmar
Брит Имп Hurricane II, XI, XII
Брит Имп Supermarine Spitfire V, VI
Брит Имп Supermarine Seafire
Германия Messerschimtt Bf.l09T
Италия SAI.207
Италия Reggiane Heja II, J20
Италия Re.2001, 2002
Румыния IAR-80B, 80C
СССР ЛаГГ-3
СССР Як-7
СССР ЯК-9ДД, К
США Bell P-39
США Curtiss Hawk 75
США Curtiss P-40
США Grumman F4F
США Grumman F6F
США Seversky P-43
США North Am P-51A
Финляндия VL Myrsky
Япония Kawanishi NIKI
Q п r\ i_i \л а \AI С l/¡ I/Î-A1
/II 1иппл l\U HUJWM 1X1 W -L
Япония Mitsubishi АбМ
Япония Nakajima Ki-43
2 Брит Имп de Havilland D.H.103
Брит Имп Supermarine Spitfire IX, XIV
Брит Имп Supermarine Seafire III
Германия Focke-Wulf Fw. 190A-0, 1, 2
Германия Messerschmitt Bf.l09F, G, К
Италия Fiat G.55
Италия Macchi MC.205
Италия Reggiane Re.2005
СССР Ла-5, 5ФН, 7
СССР МиГ-3
СССР Як-1, 3, 9
США Grumman F8F
Япония Kawanishi N1K2
Япония Kawasaki Ki-61II
Япония Mitsubishi J2M
Япония Nakajima Ki-44
Япония Nakajima Ki-84
3 Брит Имп Hawker Tempest Supermarine Spitfire VIII,
Брит Имп XVI Supermarine Seafire F.14,
Брит Имп 46
Брит Имп Westland Welkin
Германия Dornier Do.335 Focke-Wulf FW.190A (с A-3),
Германия D
Германия Focke-Wulf Та.152
США General Motors P-75A
США Lockheed P-38D-F
США Republic P-47B
США Vought F4U
Швеция SAAB J21A
4 США Bell P-63A
США Curtiss P-40N North Am P-51 (кроме P-
США 51A) Republic P-47 (кроме P-
США 47B)
5 США Lockheed P-38 G-L
б Нидерланды D.XXI
Таблица 13. Разбивка по кластерам истребителей 1941-1944 годов
Голубым цветом в Таблице 13 выделены палубные самолёты. Требования к ним по посадочной скорости, устойчивости на малых скоростях, прочности шасси жёстче, чем к сухопутным. Поэтому не удивительно, что все они сосредоточены в первых трёх кластерах с относительно невысокой нагрузкой на крыло, при этом в первом кластере их доля максимальна.
Все серийные истребители, созданные в этот период, были монопланами, поэтому анализ соотношения «биплан/моноплан» для разных кластеров здесь не проводится. Кластеры -кроме исключённого шестого - в Таблице 14 упорядочены по хронологии, среднему году первого полёта.
Кластер Слоган Цвет Модифи - каций Ср. год \/тах М/Б М/Л/ А \/тах А М/5
1 Маневренные 81 1942,0 557 167 2,88 46 25
2 Мощные 53 1942,7 635 183 2,15 43 15
3 Быстрые 36 1942,9 669 237 2,71 36 25
4 Удачные 12 1942,9 690 248 3,76 48 26
5 Болиды 4 1943,0 655 316 3,40 11 13
б Старые 1 1942,0 410 127 1,95 0 0
Среднее 187 1942,4 611 193 2,70 68 42
Таблица 14. Средние характеристики кластеров и средние отклонения, 1941-1944 годы
Рис. 38, 39. Средние значения параметров для шести кластеров 1941-1944 годов
■ 6. Старые
■ 5, Болиды
4. Уда'иые
щ Быстрые
2, Мо ш,ные
1. Мане Есенные
Рис. 40. Распределение по годам и кластерам истребителей 1941-44 гг.
■ Б. Старые
■ 5, Болиды
4. Уда'иые
Щ Быстрые
2, Мо ш,ные
1. Мане Есенные
Рис. 41 Распределение по странам-разработчикам и по кластерам истребителей,
созданных в 1941-1944 годах
Первый кластер - «маневренные» истребители - почти совпадает по характеристикам с кластером «скачок» предыдущего пятилетия. Нагрузки на крыло и мощность остались практически теми же самыми, скорость выросла на 42 км/ч (8%). Налицо постепенное, эволюционное развитие ранее разработанных конструкций. Мы и в самом деле видим здесь новые модификации самолётов Яковлева, Spitfire, Hurricane, Curtiss Р-40 и других типов, появившихся в прошлом пятилетии. К первому, самому медленному (не считая выше упомянутого D.XXI) кластеру, относятся и американские истребители, массово поставлявшиеся в СССР: Р-39 и Р-40. Первый кластер интернационален, в нём присутствуют конструкции всех ведущих стран.
Но постепенной эволюцией дело не ограничилось. И снова дальнейшее развитие пошло по двум путям, «силы» и «искусства». Интернациональный кластер № 2, «мощные»
истребители, это путь силы. Именно его избрали советские авиаконструкторы: он заключался либо в резком повышении мощности мотора, так из посредственного ЛаГГ-3 (1100 л.с.) получился хороший Ла-5ФН (1850 л.е.); либо во всемерном облегчении самолёта: этот путь избрал A.C. Яковлев, превратив средненький Як-1 в отличный пилотажный самолёт Як-3.
Из Таблицы 14 следует, что центр кластера 2 превышает центр кластера 1 по нагрузке на крыло на 14%, а по удельной мощности - на 35%. Соответственно, при равной аэродинамике, скорость должна вырасти в
К = 1,141/3*1,351/3 = 1,15 раз,
то есть, на 15%. Но реально она в среднем подросла всего на 14%. Мы видим, что это действительно «путь силы», не сопровождающийся повышением аэродинамического качества и уменьшением сопротивления самолёта.
Среди «мощных» истребителей (см. Табл. 13) советские Як и Ла, поздние варианты Messerschmitt Bf 109, лучшие итальянские и японские истребители М.С.205, Re.2005, Ki-44, Ki-61, Ki-84, некоторые модификации британских «Спитфайров» - то есть, самолёты, весьма достойно проявившие себя в боях.
Но «мощные» истребители отнюдь не были венцом развития этого вида оружия. Третий кластер - «быстрые» самолёты - отличался от второго одновременно заметно большей нагрузкой на крыло (это ведёт к росту скорости) и меньшей удельной мощностью (это уменьшает скорость).
Рис. 42. В 1943 г. в Швеции создали один из лучших серийных истребителей Второй Мировой. При нагрузке на мощность 2,8 кг/л.с. и довольно низкой нагрузке на крыло
200 кг/кв.м., что позволяло базироваться на небольших аэродромах, SAAB J21A-1 развивал вполне приличные 640 км/ч и имел внушительную для истребителя дальность
1500 км
Если сравнить третий и первый кластеры, как мы только что проделали с первой парой, то получим, что величина К = 1,15, а прирост скорости составил не 15%, а 20%. Значит, он был достигнут с ростом аэродинамического качества, что непросто с учётом уменьшения к.п.д. винта с ростом скорости и начинающей проявляться при таких скоростях сжимаемости воздуха.
Но в третьем кластере присутствуют истребители только четырёх стран: Великобритании,
Германии, США и очень удачный шведский самолёт SAAB J-21 (Рис. 41). Советских и японских самолётов в нём нет. При этом самолётов США нет в кластере 2, за исключением палубного Grumman F8F.
Таким образом, советские и японские конструкторы не решились на дальнейший рост нагрузки на крыло и не смогли создать самолёты следующего поколения. Этому были как объективные причины (повышенные требования к базированию на плохо подготовленных аэродромов, расчёт на слабо обученных лётчиков), так и причины, связанные с традициями конструкторских школ, но их детальный анализ выходит за рамки этой статьи.
Многие истребители в процессе развития заметно меняли свои характеристики, Так, новые модификации истребителей Supermarine Spitfire и Seafire в процессе развития «мигрировали» из первого кластера во второй, а затем в третий.
Советские самолёты не показывали столь значительного модернизационного потенциала. ЛаГГ-3, превратившийся благодаря в полтора раза более мощному мотору ALU-82 в Ла-5, сумел перейти из первого класса во второй. А вот двухместный (первоначально) Як-7 и варианты Як-9 с крупнокалиберными орудиями из-за роста массы и связанного с этим снижения лётных характеристик, напротив, «свалились» из второго кластера в первый.
Наконец, четвёртый и пятый кластеры - это следующая ступень развития. В отличие от первых трёх, 4 и 5 кластеры состоят только из самолётов США и иллюстрируют вынужденное и эффективное приспособление к непростым обстоятельствам.
Истребителям США требовалась большая, чем всем остальным странам (кроме Японии -но она с этим вызовом не справилась), дальность полёта. США сражались над огромными просторами Тихого океана, а в Европе американские истребители, в основном, эскортировали бомбардировщики - что тоже требовало значительной дальности. Большая дальность требует увеличения запасов топлива, а значит ведёт к росту массы и уменьшению удельной мощности.
В США удалось создать дальние истребители со скоростью, не уступающей фронтовым, причём развитие вновь пошло двумя путями: при помощи резкого повышения нагрузки на крыло удалось при росте взлётной массы сохранить скорость самолёта Lockheed P-38L (кластер "болиды»).
Но более перспективным оказалось дальнейшее совершенствование аэродинамики (кластер «удачные»), В результате при ещё большем уменьшении удельной мощности и умеренном росте нагрузки на крыло скорость потяжелевших истребителей даже возросла! И поздние варианты самолётов North American Р-51 Mustangn Republic Р-47 Thunderbolt оказываются самыми совершенными истребителями Второй Мировой войны. Интересно, что в лучший, четвёртый кластер попала и последняя модификация обычно недооцениваемого истребителя Curtiss Р-40.
Итак, на основе кластерного анализа характеристик серийных истребителей 1941-1944 годов мы делаем следующие выводы:
• Бесспорное лидерство Великобритании сменилось ожесточённым соперничеством конструкторов трёх стран (Великобритания, Германия, США), причём в начале 1940-х годов самые лучшие истребители строились в Германии;
• В годы войны в США произошёл качественный скачок в проектировании истребителей. Совершенствование аэродинамики и смелое увеличение нагрузки на крыло позволило создать такие шедевры, как Р-47 и Р-51.
• В СССР и Японии в течение войны совершенствование истребителей шло только по линии роста удельной мощности, как за счёт установки более мощных двигателей, так и путём всемерного облегчения конструкции. «Второго скачка» нагрузки на крыло в СССР и Японии, в отличие от США, Великобритании и Германии, не произошло. Причины этого необходимо изучать.
• Следовательно, недостаток мощности моторов - не главная причина отставания советских и японских истребителей в скорости, также как и преимущество в моторах -не главная причина замечательных скоростных качеств самолётов США.
Проверка устойчивости: неортогональная кластеризация
Ортогонализированные переменные, использованные нами в данной статье для определения расстояния при кластеризации, корректны с точки зрения математики, но неочевидны для историка техники. Насколько важно именно их использование? Для выяснения этого проведём кластеризацию данных последнего изучаемого периода (1941-1944 годы) по нормализированным, но не ортогональным, коррелирующим между собой переменным Vmaxn, M/Sn и M/Nn.
В этом случае скачок размера кластеров происходит при числе кластеров не б, а 8, но не один, а целых три кластера оказываются состоящими только из одного элемента (если уменьшить число кластеров хотя бы до семи, то сливаются кластеры 4 и 5)..
Результаты расчёта средних величин для восьми кластеров приведены в Таблице 15. Видно, что они практически совпадают за исключением того, что в этом варианте отдельными кластерами, кроме D.XXI-5, стали последние модификации двух истребителей ВВС США: Curtiss P-40N и Republic P-47N, в предыдущем расчёте попавшие в четвёртый кластер.
Кластер Vmax M/S M/N Модификаций Ср.год
1 557 167 2,88 81 1942,0
2 635 183 2,15 53 1942,7
3 669 237 2,71 36 1942,9
4 695 243 3,64 10 1942,8
5 655 316 3,40 4 1943,0
б 410 127 1,95 1 1941
7 575 236 4,31 1 1943
8 751 314 4,47 1 1944
Таблица 15. Средние значения Vmax, M/S, M/N и размеры кластеров при кластеризации по неортогональным исходным переменным. Жёлтым выделены значения, отличающиеся
от предыдущего расчёта.
Из сравнения таблиц 14 и 15 можно сделать два приятных вывода:
• «Правильный» кластерный анализ по ортогонализированным переменным даёт результат, почти совпадающий с анализом по нормализованным исходным переменным.
• «Правильный» анализ, тем не менее, выглядит предпочтительнее: модификации, входящие в ряд конструкций не «выпадают» при этом в отдельные кластеры.
Выводы
Насколько мне известно, впервые в мире проведён кластерный анализ особенностей истории развития авиационных конструкций. Выяснено, что этот метод позволяет
получить интересные результаты.
Показано, что в первой половине 1920-х годов качество созданных в разных странах истребителей было примерно одинаковым, а лётные данные определялись почти исключительно мощностью моторов. При этом монопланы не показывали преимуществ перед бипланами.
Позднее, в 1926-1944 годах определяющей для роста скорости истребителей была именно аэродинамика, а не увеличение мощности моторов. Особенно это характерно для завершающего периода 1941-1944 годов.
Поэтому нельзя согласиться с Д.А. Соболевым, утверждавшим: «Прирост скорости в 100-150 км/ч, произошедший за годы войны, был достигнут в основном за счет повышения мощности двигателей» Г14, С1 3811.
Наш анализ показал, что это не так, основной прирост скорости в это время был достигнут именно благодаря совершенствованию аэродинамики и росту нагрузки на крыло. Удельная мощность истребителей в годы Второй мировой войны росла в тех странах, которые явно не были лидерами по скорости истребителей: Японии и СССР. А вот в США она, напротив, от года к году уменьшалась, хотя скорости самолётов росли.
Обнаружены повторяющиеся паттерны развития: от метода «грубой силы» - скажем, прямого увеличения удельной мощности при появлении новых моделей моторов, к полному использованию новых возможностей, что приводило к дальнейшему росту скорости даже при уменьшении удельной мощности и нагрузки на крыло. Эти паттерны отчётливо видны в каждый из периодов (кроме первого, где кластеризация получилась тривиальной). Было бы интересно проверить, проявляется ли такая модель развития в других отраслях техники.
Показано, что виной посредственных лётных характеристик советских истребителей была отнюдь не недостаточная мощность двигателей, а сохраняющаяся до конца войны относительно низкая нагрузка на крыло. О причинах этого можно спорить. Возможно, одна из основных причин - высокие требования к взлётно-посадочным характеристикам, связанные с отсутствием хорошей аэродромной сети, необходимости взлетать с небольших грунтовых площадок, в том числе, в весеннюю и осеннюю распутицу.
В этой связи интересно вспомнить, что через двадцать лет после окончания Второй Мировой войны двухмаховые истребители-бомбардировщики Су-7БМК с той же целью -обеспечить взлёт и посадку на грунтовые аэродромы оснащались колёсно-лыжным шасси, что, конечно, не улучшало их лётные характеристики.
Рис. 43. Первый истребитель с турбореактивным двигателем, вступивший в бой, британский Gloster Meteor. После окончания Второй Мировой войны реактивные истребители сменили поршневых предшественников в боевых частях.
Показано, что высокие скоростные характеристики истребителей США до конца 1930-х
годов, действительно, достигались благодаря мощным (и относительно лёгким) моторам, но в годы Второй Мировой войны отличные результаты в этой стране были достигнуты не потому, что именно в США в тот период строились самые мощные моторы (это с лихвой компенсировалось большей массой самолётов, связанной со стремлением увеличить их дальность), а из-за высокого аэродинамического совершенства конструкций.
Выделены страны-лидеры в области проектирования истребителей. В 1926-1940 годах самая совершенная аэродинамика была у британских истребителей. В это время в США создавали самые энерговооружённые самолёты, но вот их аэродинамика не дотягивала до мирового уровня.
Во время же ВМВ быстро развивалась аэродинамика в Великобритании, Германии и США, причём в начале 1940-х годов лидировала Германия, а к концу ВМВ лидерство перешло к США.
К сожалению, советские истребители не дотягивали до уровня трёх ведущих стран, что видно и на Рис. 44. На нём приведены средневзвешенные скорости истребителей по годам с учётом их выпуска (расчёты сделаны автором).
7Ü0
Средневзвешенные Vmax поршневых истребителей ВМВ по год ли
650
500
550
i 500 ^
450 -
400
:
п _
нт
1939
1940
1941
1942
1943
1944
1945
□ Англия □ Германия *СССР □ США Япония
Рис. 44. Средневзвешенные максимальные скорости поршневых истребителей стран -участниц Второй Мировой войны. Провал в 1939-1940 годах СССР связан с продолжением выпуска самолётов-бипланов
Кластерный анализ выделил три проблемы истории аэродинамики и проектирования самолётов, которые, насколько мне известно, не привлекли внимания исследователей:
• Проблема превосходства британской школы аэродинамики между мировыми войнами. Обычно основное внимание уделяется изучению достижений США и Германии, а в английских самолётах смакуется «элегантность, переходящая в уродство». Оказывается, однако, что странно выглядящие машины оказывались самыми совершенными с точки зрения аэродинамики.
• Качественный скачок школы самолётостроения в США, позволивший в самый нужный момент - конце 1930-х - начале 1940-х годов перейти от метода «грубой силы», когда
приемлемые лётные характеристики достигались, в основном, при помощи более мощных моторов, чем у конкурентов, к совершенной аэродинамике, позволившей создать такие шедевры как Р-38, Р-51 и, особенно, неуклюже выглядящий Republic Р-47 Thunderbolt (эта статья об истребителях, но добавлю: и опередивший время прекрасный бомбардировщик Boeing В-29 Superfortress).
• Проблема низкой нагрузки на крыло советских самолётов, обозначенная в данной статье и ранее в Г1, 2"1, но ещё недостаточно описанная.
Итак, кластерный анализ применим в истории техники и позволяет получать обоснованное количественно и неизвестное ранее, а иногда, как в случае анализа сравнительной важности двух факторов: мощности мотора и роста нагрузки на крыло, новое и неожиданное знание.
Приложение: Таблица исходных данных
Приведём таблицу использованных исходных данных. П/п - год первого полёта; Мвзл -максимальная взлётная масса; Skp - площадь крыла, Vmax - максимальная скорость на оптимальной высоте, N - мощность одного двигателя.
Пустые графы в столбце «Выпущено» обычно означают, что выпуск самолётов данной модификации учтён в выпуске другой модификации. Например, выпуск истребителей Bf.l09K-4 учтён в производстве модели Bf.l09G-14. Для анализа данные о выпуске не используются и приведены только для справки с тем, чтобы дать возможность оценить распространённость той или иной конструкции.
Мвзл,
Модификация П/п Страна Разработчик Выпуск Крылья КГ
D (Curtiss-Orenco) 1920 США Огепсо 50 Биплан 1280
Gourdou-
GL.21 1920 Франция Leseurre 21 Моноплан 880
Ко.З 1920 Франция Nieuport 102 Биплан 630
Sparrowhawk I 1921 Брит Имп Gloster 30 Биплан 980
Sparrowhawk III 1921 Брит Имп Gloster 10 Биплан 980
Ha-go 1921 Брит Имп Sopwith 10 Биплан 697
F.VI (PW-5) 1921 Германия Fokker 12 Моноплан 1218
A-l PiL 1921 Италия Ansaldo 57 Биплан 885
VE-7SF 1921 США Vought 51 Биплан 953
BH-3 1921 Чехословакия Avia 10 Моноплан 1025
Flycatcher I 1922 Брит Имп Fairey 196 Биплан 1352
Mars VI Nighthawk
(Jaguar) 1922 Брит Имп Gloster Биплан 1005
Mars VI Nighthawk
(Jupiter) 1922 Брит Имп Gloster 54 Биплан 1029
Mars X Nightjar 1922 Брит Имп Gloster 22 Биплан 981
Plover 1922 Брит Имп Parnall 13 Биплан 1350
S.E.5e 1922 Брит Имп RAF 50 Биплан 934
H Falke 1922 Германия Dornier 4 Моноплан 1210
PW-2A 1922 США Loening 3 Моноплан 1270
TS-1 1922 США NAF 39 Биплан 875
MB-3A 1922 США Thomas-Morse 200 Биплан 1157
П-1 hie; 1 Q77 (Ъ пя н 11 м а ripwiiitinp 1 47 Мпнпп пя н 1 ?4П
S.4 1922 Чехословакия Letov 21 Биплан 980
1MF3 1922 Япония Mitsubishi 125 Биплан 1280
Siskin III 1923 Брит Имп Armstrong-Whitworth 60 Биплан 1240
Grebe II 1923 Брит Имп Gloster 129 Биплан 1190
Woodcock II 1923 Брит Имп Hawker 64 Биплан 1351
CR. 1 1923 Италия FIAT 251 Биплан 1154
M.7ter 1923 Италия Macchi 101 Биплан 1098
D.XI 1923 Нидерланды Fokker 192 Биплан 1250
Buscaylet-De Monge 5/2 1923 Нидерланды Koolhoven 1 Моноплан 1350
F.K.31 1923 Нидерланды Koolhoven 16 Моноплан 1800
Boeing 15 (PW-9, FB-1) 1923 США Boeing 42 Биплан 1286
SPAD S-81 1923 Франция Bleriot 82 Биплан 1265
GL.22 B3 1923 Франция Gourdou-Leseurre 71 Моноплан 919
Ko-4 1923 Франция Nieuport 608 Биплан 1160
A. 18 1923 Чехословакия Aero Vodochody 20 Биплан 862
ADC 1 1924 Брит Имп Martinsyde 8 Биплан 1200
S.58 1924 Италия SIAI 5 Биплан 1330
3-E-130 Tololoche 1924 Мексика TNCA 4 Моноплан 858
D.C.I 1924 Нидерланды Fokker 10 Биплан 1826
D.XIII 1924 Нидерланды Fokker 51 Биплан 1650
De Monge M-101 1924 Нидерланды Koolhoven 1 Моноплан 1836
1/1-2 1924 СССР Григорович 63 Биплан 1530
PW-8 1924 США Curtiss 25 Биплан 1431
SPAD S-61/2 1924 Франция Bleriot 351 Биплан 1636
D-9 1924 Франция Dewoitine 15 Моноплан 1330
Macchi-Nieuport 29 1924 Франция Nieuport 177 Биплан 1190
Wib.7 1924 Франция Wibault 43 Моноплан 1460
BH-17 1924 Чехословакия Avia 24 Биплан 1072
Siskin III A 1925 Брит Имп Armstrong-Whitworth 348 Биплан 1370
Gamecock I 1925 Брит Имп Gloster 93 Биплан 1244
C.V-E (HS) 1925 Нидерланды Fokker 3 Биплан 2220
F6C-1 1925 США Curtiss 9 Биплан 1272
P-l 1925 США Curtiss 10 Биплан 1300
FU-1 1925 США Vought 20 Биплан 1260
SPAD S-51/2 1925 Франция Bleriot 64 Биплан 1360
AC 2 1925 Франция Dewoitine 112 Моноплан 1144
D-21 1925 Франция Dewoitine 15 Моноплан 1580
Skoda D.l 1925 Франция Dewoitine 26 Моноплан 1580
GL-32 1925 Франция Gourdou-Leseurre 492 Моноплан 1375
Villiers 2 1925 Франция Villiers 32 Биплан 2050
RHU71 1 «25 Нрупгппкэкма A via 1 Й2 Ем п па н 1 Я8Д
b.ZU lyzs Чехословакия Letov no ьиплан lujdu
CR.20 1926 Италия FIAT 204 Биплан 1390
M-l 1926 СССР Поликарпов 13 Моноплан 1510
Boeing 15A (PW-9A) 1926 США Boeing 25 Биплан 1378
Boeing 67 (FB-5) 1926 США Boeing 27 Биплан 1474
Boeing 69 (F2B) 1926 США Boeing 35 Биплан 1272
P-1A 1926 США Curtiss 34 Биплан 1300
P-2 1926 США Curtiss 5 Биплан 1330
PZL SPAD S-61 1926 Франция Bleriot 30 Биплан 1565
AC 3 1926 Франция Dewoitine 151 Моноплан 1352
D-19 1926 Франция Dewoitine 3 Моноплан 1342
PL-5 1926 Франция Levasseur 20 Биплан 1800
Vickers 121 Wibault Scout 1926 Франция Wibault 27 Моноплан 1347
Gamecock II 1927 Брит Имп Gloster 18 Биплан 1398
LB.2 Dankok 1927 Брит Имп Hawker 15 Биплан 1381
M-26HC 1927 СССР Григорович 78 Биплан 1597
F6C-3 1927 США Curtiss 35 Биплан 1272
F6C-4 1927 США Curtiss 31 Биплан 1440
F7C-1 1927 США Curtiss 19 Биплан 1260
P-1B 1927 США Curtiss 33 Биплан 1330
P-3 1927 США Curtiss 5 Биплан 1265
D-21 EKW 1927 Франция Dewoitine 58 Моноплан 1720
LGL-32 HY 1927 Франция Gourdou-Leseurre 15 Моноплан 1250
LB-2 (Levy-Biche) 1927 Франция Levy-Biche 21 Биплан 1350
NiD-52 1927 Франция Nieuport 146 Биплан 1837
NiD-62 1927 Франция Nieuport 320 Биплан 1820
Wib.72 1927 Франция Wibault 85 Моноплан 1520
A-32 1927 Чехословакия Aero Vodochody 32 Биплан 1920
BH-26 1927 Чехословакия Avia 8 Биплан 1760
Bristol 105A Bulldog II 1928 Брит Имп Bristol 92 Биплан 1583
M-3 1928 СССР Поликарпов 354 Биплан 1846
Boeing 77 (F3B) 1928 США Boeing 73 Биплан 1336
Boeing 93 (PW-9D) 1928 США Boeing 16 Биплан 1378
F4B-1 1928 США Boeing 33 Биплан 1422
P-5 Superhawk 1928 США Curtiss 5 Биплан 1520
D-27 1928 Франция Dewoitine 86 Моноплан 1415
NiD-72 1928 Франция Nieuport 8 Биплан 1600
Wib.73 1928 Франция Wibault 7 Моноплан 1535
F.2 Lincock III 1929 Брит Имп Blackburn 5 Биплан 945
A1N1 1929 Брит Имп Gloster 50 Биплан 1450
Vickers 143 1929 Брит Имп Vickers 6 Биплан 1415
HD 38 1929 Германия Heinkel 12 Биплан 1850
K.47b 1929 Германия Junkers 23 Моноплан 1635
K.47ba 1929 Германия Junkers Моноплан 1635
M.41bis 1929 Италия Macchi 41 Биплан 1537
D.XVI 1929 Нидерланды Fokker 21 Биплан 1475
И-4 1929 СССР Туполев 177 Биплан 1430
Y1P-16 1929 США Berliner 26 Биплан 1813
Р-12 1929 США Boeing 10 Биплан 1091
Р-бА 1929 США Curtiss 9 Биплан 1440
АР-32 1929 Чехословакия Aero Vodochody 45 Биплан 1920
Ва-33 1929 Чехословакия Avia 81 Биплан 1628
ВН-ЗЗЕ 1929 Чехословакия Avia 48 Биплан 1250
S.31 1929 Чехословакия Letov 33 Биплан 1254
Bristol 105А Bulldog IIA 1930 Брит Имп Bristol 268 Биплан 1660
J.S.S.F 1930 Брит Имп Bristol 2 Биплан 1520
Firefly ИМ 1930 Брит Имп Fairey 84 Биплан 1490
Demon 1930 Брит Имп Hawker 288 Биплан 2245
CR.20bis 1930 Италия FIAT 235 Биплан 1400
М.71 1930 Италия Macchi 12 Биплан 1690
PWS-10 1930 Польша PWS 82 Моноплан 1450
P.7a 1930 Польша PZL 151 Моноплан 1410
И-5 серийный 1930 СССР ГАЗ- 39 790 Биплан 1355
P-12B 1930 США Boeing 90 Биплан 1091
P-12E 1930 США Boeing 113 Биплан 1225
NiD-622 1930 Франция Nieuport 314 Биплан 1837
Wib.74 1930 Франция Wibault 18 Моноплан 1520
PWS A 1930 Чехословакия Avia 50 Биплан 1324
J 6 Jaktfalk 1930 Швеция SAAB 7 Биплан 1470
A.W.16 1931 Брит Имп Armstrong-Whitworth 19 Биплан 1845
Fury Mk.I 1931 Брит Имп Hawker 129 Биплан 1583
Nimrod Mk.I 1931 Брит Имп Hawker 61 Биплан 1754
Ar.64e 1931 Германия Arado 26 Биплан 1680
И-7 1931 Германия Heinkel 62 Биплан 1792
CANT 25A.R. 1931 Италия CANT 20 Биплан 1706
CR.20 Asso 1931 Италия FIAT 204 Биплан 1424
D.XVII 1931 Нидерланды Fokker 11 Биплан 1530
И-Z 1931 СССР Григорович 73 Моноплан 1650
F4B-2 1931 США Boeing 46 Биплан 1480
F4B-3 1931 США Boeing 30 Биплан 1533
P-12C 1931 США Boeing 96 Биплан 1193
P-12D 1931 США Boeing 35 Биплан 1201
P-6E 1931 США Curtiss 45 Биплан 1560
J 6A Jaktfalk II 1931 Швеция SAAB 3 Биплан 1470
A2N1 1931 Япония Nakajima 107 Биплан 1500
Nakajima тип 91-1 1931 Япония Nakajima 421 Моноплан 1530
CR.30 1932 Италия FIAT 176 Биплан 1895
F4B-4 1932 США Boeing 106 Биплан 1596
P-1 7F 1 Q?? ГША Rnpinn 7F, Кмппян 1
F9C-2 1932 США Curtiss 6 Биплан 1260
Hawk II 1932 США Curtiss 172 Биплан 1874
MS.225 1932 Франция Morane-Saulnier 72 Моноплан 1580
NiD-626 1932 Франция Nieuport 12 Биплан 1574
NiD-629 1932 Франция Nieuport 50 Биплан 1880
KDA-5-I 1932 Япония Kawasaki 180 Биплан 1700
Bristol 105A Bulldog IVA 1933 Брит Имп Bristol 18 Биплан 1820
Nimrod Mk.II 1933 Брит Имп Hawker 40 Биплан 1841
Persian Fury I 1933 Брит Имп Hawker 16 Биплан 1628
Ar.65E 1933 Германия Arado 12 Биплан 1864
He.51a-0 1933 Германия Heinkel 160 Биплан 1900
Ca.114 1933 Италия Caproni 36 Биплан 1657
CR.32 1933 Италия FIAT 369 Биплан 1865
P.11a 1933 Польша PZL 30 Моноплан 1580
P.lib 1933 Польша PZL 49 Моноплан 1500
IAR-14 1933 Румыния IAR 21 Моноплан 1540
V-80P 1933 США Vought 4 Биплан 1558
SPAD S-510 1933 Франция Bleriot 61 Биплан 1795
MS.226 1933 Франция Morane-Saulnier 3 Моноплан 1640
B.534-1 1933 Чехословакия Avia 101 Биплан 1913
S.231 1933 Чехословакия Letov 27 Биплан 1770
Gauntlet I 1934 Брит Имп Gloster 41 Биплан 1792
Persian Fury II 1934 Брит Имп Hawker 6 Биплан 1628
Ar.65F 1934 Германия Arado 175 Биплан 1930
Ba.27M 1934 Италия Breda 12 Моноплан 1850
P.11c 1934 Польша PZL 175 Моноплан 1590
ИП-1 1934 СССР Григорович 91 Моноплан 1880
И-15 M-22 1934 СССР Поликарпов 44 Биплан 1415
И-16 тип 1 1934 СССР Поликарпов 58 Моноплан 1311
И-16 тип 4 1934 СССР Поликарпов 519 Моноплан 1355
Boeing 266 (P-26A) 1934 США Boeing 111 Моноплан 1340
Boeing 281 1934 США Boeing 12 Моноплан 1378
D-371 1934 Франция Dewoitine 45 Моноплан I860
D-500 1934 Франция Dewoitine 101 Моноплан 1705
D-501 1934 Франция Dewoitine 157 Моноплан 1790
Loire 46 1934 Франция Loire 61 Моноплан 1950
NiD-123 1934 Франция Nieuport 7 Моноплан 1788
B.34 1934 Чехословакия Avia 12 Биплан 1812
J 6B Jaktfalk II 1934 Швеция SAAB 7 Биплан 1470
Nakajima тип 91-2 1934 Япония Nakajima 22 Моноплан 1500
Feroce 1935 Брит Имп Fa i rey 4 Биплан 2060
Gauntlet II 1935 Брит Имп Gloster 204 Биплан 1800
Fury Mk.II 1935 Брит Имп Hawker 98 Биплан 1637
He.51a-2 1935 Германия Heinkel 8 Биплан 1967
Hp 1 Q^ Грпмянмя Hpinkpl WÍ1 Р^мппян ?П1 1
И-15 М-25 1935 СССР Поликарпов 567 Биплан 1374
И-16 тип 5 1935 СССР Поликарпов 2578 Моноплан 1460
Boeing 266А (Р-26В) 1935 США Boeing 7 Моноплан 1388
Р-ЗОА 1935 США Consolidated 50 Моноплан 2560
F2F-1 1935 США Grumman 55 Биплан 1750
F3F-1 1935 США Grumman 54 Биплан 1867
D-510 1935 Франция Dewoitine 100 Моноплан 1929
LN.210 1935 Франция Loire 21 Моноплан 2100
B.534-II 1935 Чехословакия Avia 46 Биплан 1913
IK-2 1935 Югославия Ikarus 14 Моноплан 1900
Ki-10-I 1935 Япония Kawasaki 304 Биплан 1650
A4N1 1935 Япония Nakajima 221 Биплан 1760
A.W.35 1936 Брит Имп Armstrong-Whitworth 4 Биплан I860
Gladiator I 1936 Брит Имп Gloster 378 Биплан 2080
Spanish Fury 1936 Брит Имп Hawker 3 Биплан 1750
Yugoslav Fury 1936 Брит Имп Hawker 50 Биплан 1762
Ar.68f 1936 Германия Arado 120 Биплан 2020
CR.32 bis-2 1936 Италия FIAT Биплан 1985
Ro.44 1936 Италия IMAM 50 Биплан 2200
P.24A 1936 Польша PZL 20 Моноплан 1987
P.24C 1936 Польша PZL 55 Моноплан 2016
ДИ-6 1936 СССР Кочеригин 162 Биплан 1987
И-15бис 1936 СССР Поликарпов 2678 Биплан 1730
И-16 тип 6 1936 СССР Поликарпов Моноплан 1660
И-16П (ЦКБ-12П) 1936 СССР Поликарпов 10 Моноплан 1670
ЦКБ-29 1936 СССР Поликарпов Моноплан 1455
И-14 серийный 1936 СССР Сухой 22 Моноплан 1540
P-26C 1936 США Boeing 18 Моноплан 1394
F3F-2 1936 США Grumman 82 Биплан 2175
D-373 1936 Франция Dewoitine 45 Моноплан 1725
B.534-III 1936 Чехословакия Avia 26 Биплан 1985
Ki-10-II 1936 Япония Kawasaki 282 Биплан 1740
Hurricane I 1937 Брит Имп Hawker 3940 Моноплан 3000
Ar.68e 1937 Германия Arado 376 Биплан 1950
He.ll2b-0 1937 Германия Heinkel 46 Моноплан 2250
Bf. 109B-2 1937 Германия Messerschmitt 272 Моноплан 2150
Bf. 109D-1 1937 Германия Messerschmitt 200 Моноплан 2425
CR.32 ter 1937 Италия FIAT 150 Биплан 1915
G.50 Ser.l 1937 Италия FIAT 47 Моноплан 2397
M.C.200 1937 Италия Macchi 1129 Моноплан 2395
D.XXI-2 1937 Нидерланды Fokker 43 Моноплан 2050
P.llf 1937 Польша PZL 95 Моноплан 1586
P.24E 1937 Польша PZL 31 Моноплан 2000
И-16 тип 10 1937 СССР Поликарпов 1146 Моноплан 1715
P-35 1937 США Republic 76 Моноплан 2850
МЯ 4Dfi 1 Q17 (Ъ па н 11 м а Morane-Saulnier 1 ПЯ4 Мпнпп па н 747П
B.534-IV 1937 Чехословакия Avia 272 Биплан 1980
А5М1 1937 Япония Mitsubishi 75 Моноплан 1500
А5М2 1937 Япония Mitsubishi 124 Моноплан 1610
Ki-27 kai 1937 Япония Nakajima 10 Моноплан 1650
Ki-27a 1937 Япония Nakajima 565 Моноплан 1790
Gladiator II 1938 Брит Имп Gloster 318 Биплан 2210
Sea Gladiator 1938 Брит Имп Gloster 98 Биплан 2280
Spitfire la 1938 Брит Имп Supermarine 1584 Моноплан 2812
Bf. 109C-1 1938 Германия Messerschmitt Моноплан 2300
Bf. 109E-1 1938 Германия Messerschmitt 15 Моноплан 2450
CR.32 quarter 1938 Италия FIAT 362 Биплан 1903
CR.42 1938 Италия FIAT 1780 Биплан 2300
G.50 Ser.2 1938 Италия FIAT 212 Моноплан 2400
D.XXI-3 1938 Нидерланды Fokker 38 Моноплан 2050
F.K.58 1938 Нидерланды Koolhoven 9 Моноплан 2750
P.24F 1938 Польша PZL 12 Моноплан 2000
P.24G 1938 Польша PZL 27 Моноплан 2000
И-153 M-25B 1938 СССР Поликарпов 12 Биплан 1859
И-16 тип 17 1938 СССР Поликарпов 341 Моноплан 1810
Hawk 75A-1 1938 США Curtiss 100 Моноплан 2485
Hawk 75M 1938 США Curtiss 30 Моноплан 2910
Hawk 75N 1938 США Curtiss 12 Моноплан 2910
Hawk 750 1938 США Curtiss 49 Моноплан 2910
P-36A 1938 США Curtiss 177 Моноплан 2630
G-23 Goblin 1938 США Grumman 57 Биплан 2258
YP-43 1938 США Republic 14 Моноплан 3310
M.B.151 1938 Франция Bloch 168 Моноплан 2520
C.714 1938 Франция Caudron 79 Моноплан 1750
Bk.534 1938 Чехословакия Avia 120 Биплан 2222
IK-3 1938 Югославия Ikarus 13 Моноплан 2630
A5M2b 1938 Япония Mitsubishi 126 Моноплан 1697
A5M4 1938 Япония Mitsubishi 655 Моноплан 1670
He.l00d-1 1939 Германия Heinkel 12 Моноплан 2500
He.ll2b-1 1939 Германия Heinkel 15 Моноплан 2250
Bf.109E-3 1939 Германия Messerschmitt 602 Моноплан 2670
F.K.58a 1939 Нидерланды Koolhoven 11 Моноплан 2550
И-153 1939 СССР Поликарпов 3273 Биплан I860
И-16 тип 18 1939 СССР Поликарпов 200 Моноплан 1830
И-16 тип 24 1939 СССР Поликарпов 918 Моноплан 1878
И-16 тип 24 М-63 1939 СССР Поликарпов Моноплан 1940
И-180 1939 СССР Поликарпов 10 Моноплан 2675
F2A-1 1939 США Brewster 11 Моноплан 2438
F2A-2 1939 США Brewster 43 Моноплан 3147
Hawk 75А-2 1939 США Curtiss 100 Моноплан 2730
Р-ЗбС 1939 США Curtiss 30 Моноплан 2644
Р-35А 1939 США Republic 120 Моноплан 3050
VG-33 1939 Франция Arsenal 22 Моноплан 2720
М R Ш? N74 1 q^q (Ъ пя н 11 м а Rlnrh ?nn Мпнпп пя н
М.В.152 N29 1939 ^ ------,— Франция Bloch 88 Моноплан 2750
D-520 1939 Франция Dewoitine 905 Моноплан 2785
D-3800 1939 Франция Morane-Saulnier 82 Моноплан 2470
Av. 135 1939 Чехословакия Avia 15 Моноплан 2422
А6М2 1939 Япония Mitsubishi 835 Моноплан 2800
Ki-27b 1939 Япония Nakajima 1492 Моноплан 1790
Ki-43-Ia 1939 Япония Nakajima 48 Моноплан 2100
Fulmar Mk.I 1940 Брит Имп Fairey 250 Моноплан 4860
Spitfire II a 1940 Брит Имп Supermarine 972 Моноплан 2846
Fw. 190A-0 1940 Германия Focke-Wulf 24 Моноплан 3400
Fw. 190A-1 1940 Германия Focke-Wulf 104 Моноплан 3782
Bf.109E-4 1940 Германия Messerschmitt 1693 Моноплан 2504
G.50bis 1940 Италия FIAT 421 Моноплан 2500
HA-132-L Chirri 1940 Италия FIAT 69 Биплан 1903
M.C.202 1940 Италия Macchi 1493 Моноплан 3408
Re.2000 серия 1 1940 Италия Reggiane 138 Моноплан 2880
IAR-80 1940 Румыния IAR 50 Моноплан 2685
IAR-80A 1940 Румыния IAR 90 Моноплан 2720
И-28 M-88 1940 СССР ГАЗ- 81 10 Моноплан 2730
МиГ-1 1940 СССР МиГ 102 Моноплан 3320
МиГ-3 без предкрылков 1940 СССР МиГ 511 Моноплан 3350
И-153 М-63 1940 СССР Поликарпов Биплан 1887
И-153БС 1940 СССР Поликарпов 150 Биплан I860
И-153П 1940 СССР Поликарпов 5 Биплан I860
И-16 тип 28 1940 СССР Поликарпов 293 Моноплан 1988
И-16 тип 29 1940 СССР Поликарпов 1394 Моноплан 1966
Як-1 М-105П 1940 СССР Яковлев 2997 Моноплан 2832
Bell 14 1940 США Bell 675 Моноплан 3720
YP-39 1940 США Bell 13 Моноплан 3282
В-339 1940 США Brewster 282 Моноплан 3102
F2A-3 1940 США Brewster 108 Моноплан 3250
Hawk 75А-3 1940 США Curtiss 135 Моноплан 2600
Hawk 75А-4 1940 США Curtiss 395 Моноплан 2670
Hawk 75А-5 1940 США Curtiss 14 Моноплан 2670
Hawk 75A-6 1940 США Curtiss 24 Моноплан 2730
P-40 1940 США Curtiss 340 Моноплан 3270
P-40B (Tomahawk IIA) 1940 США Curtiss 241 Моноплан 3650
P-40C (Tomahawk IIB) 1940 США Curtiss 1123 Моноплан 3650
F4F-3 1940 США Grumman 466 Моноплан 3205
P-64 1940 США North American 13 Моноплан 3170
P-66 1940 США Vultee 144 Моноплан 3350
M.B.155 1940 Франция Bloch 29 Моноплан 2900
Fulmar Mk.II 1941 Брит Имп Fairey 350 Моноплан 4980
Hurricane IIC 1941 Брит Имп Hawker 4711 Моноплан 3650
п urn сапе ai орит имг nawKer ±зи тоноплан зиии
Tornado (1941) 1941 Брит Имп Hawker 3 Моноплан 4840
Spitfire V а 1941 Брит Имп Supermarine 94 Моноплан 2911
Spitfire V b 1941 Брит Имп Supermarine 3923 Моноплан 3016
Spitfire VI HF 1941 Брит Имп Supermarine 86 Моноплан 3083
Fw. 190A-2 1941 Германия Focke-Wulf 389 Моноплан 3500
Bf. 109F-2 1941 Германия Messerschmitt 2704 Моноплан 2746
Bf.109T-2 1941 Германия Messerschmitt 60 Моноплан 3080
Heja II 1941 Италия Reggiane 162 Моноплан 2520
J20 1941 Италия Reggiane 60 Моноплан 3050
D.XXI-4 1941 Нидерланды Fokker 50 Моноплан 2050
K-37 1941 СССР Лавочкин 85 Моноплан 3240
ЛаГГ-3 1-й серии 1941 СССР Лавочкин 2183 Моноплан 3346
ЛаГГ-3 7-й серии 1941 СССР Лавочкин 1640 Моноплан 3280
МиГ-3 1941 СССР МиГ 1443 Моноплан 3350
Як-7 1941 СССР Яковлев 63 Моноплан 2960
Як-7А 1941 СССР Яковлев 272 Моноплан 2935
Р-39С 1941 США Bell 20 Моноплан 3320
P-39D 1941 США Bell 429 Моноплан 3720
P-39F 1941 США Bell 229 Моноплан 3720
P-39J 1941 США Bell 25 Моноплан 3750
CW-21B 1941 США Curtiss 24 Моноплан 2041
Hawk 75А-7 1941 США Curtiss 24 Моноплан 2670
Hawk 75А-9 1941 США Curtiss 10 Моноплан 2670
P-40D (Kittyhawk IA) 1941 США Curtiss 583 Моноплан 4032
P-40E 1941 США Curtiss 2320 Моноплан 4173
F4F-3A 1941 США Grumman 98 Моноплан 3120
F4F-4 1941 США Grumman 1389 Моноплан 3978
P-322 Lightning II 1941 США Lockheed 143 Моноплан 7000
P-38 1941 США Lockheed 30 Моноплан 6964
P-38D 1941 США Lockheed 36 Моноплан 7031
P-38E 1941 США Lockheed 211 Моноплан 6543
Mustang I 1941 США North American 620 Моноплан 3900
P-51 1941 США North American 152 Моноплан 3810
P-43 1941 США Republic 54 Моноплан 3605
P-43A 1941 США Republic 80 Моноплан 3380
P-43A-1 1941 США Republic 125 Моноплан 3850
Myrsky II 1941 Финляндия VL 51 Моноплан 3210
A6M2-N 1941 Япония Nakajima 327 Моноплан 2883
Ki-43-Ic 1941 Япония Nakajima 636 Моноплан 2580
CA-12 Mk.I 1942 Австралия CAC 105 Моноплан 3741
Firebrand TF.l 1942 Брит Имп Blackburn 12 Моноплан 6188
Hurricane XII 1942 Брит Имп Hawker 474 Моноплан 3310
Tempest V 1942 Брит Имп Hawker 802 Моноплан 6193
Seafire IB 1942 Брит Имп Supermarine 186 Моноплан 3237
Seafire IIC 1942 Брит Имп Supermarine 372 Моноплан 3175
ЯтНчrp F Mli \/TTT 1 Q4? Р>гшт Имп Яппргтяппр 1 firm Мпнпппян
Spitfire F Mk.VII 1942 Брит Имп Supermarine 164 Моноплан 3572
Spitfire IX b HF 1942 Брит Имп Supermarine 2210 Моноплан 3583
Spitfire IX e LF 1942 Брит Имп Supermarine 4010 Моноплан 3583
Spitfire V LF 1942 Брит Имп Supermarine 2482 Моноплан 3000
Spitfire XII 1942 Брит Имп Supermarine 100 Моноплан 3357
Welkin F Mk.I 1942 Брит Имп Westland 102 Моноплан 8970
Fw. 190A-3 1942 Германия Focke-Wulf 546 Моноплан 3980
Fw. 190A-4 1942 Германия Focke-Wulf 974 Моноплан 4900
Bf. 109F-3 1942 Германия Messerschmitt Моноплан 2746
Bf. 109F-4 1942 Германия Messerschmitt 2472 Моноплан 2980
Bf.109G-2 1942 Германия Messerschmitt 1833 Моноплан 3200
Bf.109G-4 1942 Германия Messerschmitt 1510 Моноплан 3200
SAI.207 1942 Италия Ambrosini 15 Моноплан 2415
G.55 1942 Италия FIAT 308 Моноплан 3720
M.C.205V Veltro 1942 Италия Macchi 263 Моноплан 3410
Re.2001 1942 Италия Reggiane 252 Моноплан 2900
Re.2005 1942 Италия Reggiane 46 Моноплан 3560
IAR-80B 1942 Румыния IAR 100 Моноплан 2960
IAR-80C 1942 Румыния IAR Моноплан 2880
Ла-5 1942 СССР Лавочкин 27 Моноплан 3280
Ла-5Ф 1942 СССР Лавочкин 1107 Моноплан 3227
ЛаГГ-3 23-й серии 1942 СССР Лавочкин 823 Моноплан 3100
ЛаГГ-3 облегчённый 1942 СССР Лавочкин 1292 Моноплан 2865
Як-1 М-105ПФ 1942 СССР Яковлев 1484 Моноплан 2847
Як-1Б 1942 СССР Яковлев 4188 Моноплан 2890
Як-7Б М-105ПА 1942 СССР Яковлев 261 Моноплан 3042
Як-7Б М-105ПФ 1942 СССР Яковлев 5097 Моноплан 3030
Як-9 1942 СССР Яковлев 459 Моноплан 2875
P-39D-1 1942 США Bell 336 Моноплан 3720
P-39D-2 1942 США Bell 158 Моноплан 3720
Р-39К 1942 США Bell 210 Моноплан 3810
P-39L 1942 США Bell 250 Моноплан 3860
Р-39М 1942 США Bell 240 Моноплан 3860
В-439 1942 США Brewster 20 Моноплан 3250
P-40F (Kittyhawk II) 1942 США Curtiss 1312 Моноплан 4540
Р-40К (Kittyhawk HI) 1942 США Curtiss 1300 Моноплан 4540
P-40L Warhawk 1942 США Curtiss 700 Моноплан 4540
F6F-3 1942 США Grumman 4403 Моноплан 5631
FM-1 1942 США Grumman 1150 Моноплан 3978
P-38F 1942 США Lockheed 687 Моноплан 8172
P-38G 1942 США Lockheed 921 Моноплан 8981
P-47B 1942 США Republic 171 Моноплан 6060
P-47C 1942 США Republic 602 Моноплан 6770
P-47D 1942 США Republic 5423 Моноплан 6804
P-47G 1942 США Republic 354 Моноплан 6804
F4I 1-1 1 QA~> гшд \/minht 74A7 Мпипппли fi^n
. . W J. »wwyni.
J-22 1942 Швеция FFVS 200 Моноплан 2835
N1K1 1942 Япония Kawanishi 97 Моноплан 3712
N1K1-J 1942 Япония Kawanishi 1010 Моноплан 4321
Ki-61 lb 1942 Япония Kawasaki 2734 Моноплан 3250
A6M3 1942 Япония Mitsubishi 1689 Моноплан 2884
J2M2 1942 Япония Mitsubishi 155 Моноплан 3650
Ki-43-IIa 1942 Япония Nakajima 2553 Моноплан 2753
Ki-44-Ia 1942 Япония Nakajima 40 Моноплан 2890
Ki-44-II a 1942 Япония Nakajima Моноплан 3000
Ki-44-II b 1942 Япония Nakajima 1174 Моноплан 3000
CA-13 Mk.II 1943 Австралия CAC 95 Моноплан 3741
Tempest II 1943 Брит Имп Hawker 447 Моноплан 6156
Seafire III 1943 Брит Имп Supermarine 1263 Моноплан 3477
Spitfire FR Mk.XIV 1943 Брит Имп Supermarine Моноплан 3813
Spitfire XIV e 1943 Брит Имп Supermarine 963 Моноплан 3844
Fw. 190A-5 1943 Германия Focke-Wulf 1752 Моноплан 4300
Fw. 190A-6 1943 Германия Focke-Wulf 1192 Моноплан 4700
Fw. 190A-7 1943 Германия Focke-Wulf 701 Моноплан 4200
Та.154a-l 1943 Германия Focke-Wulf 22 Моноплан 9560
Bf. 109G-6 1943 Германия Messerschmitt 16218 Моноплан 3400
Re.2002 1943 Италия Reggiane 50 Моноплан 3400
Ла-5 1943 1943 СССР Лавочкин 3661 Моноплан 3200
Ла-5ФН 1943 СССР Лавочкин 5211 Моноплан 3290
ЛаГГ-3 35-й серии 1943 СССР Лавочкин 469 Моноплан 3160
Як-9Д 1943 СССР Яковлев 3058 Моноплан 3117
Як-9ПД 1943 СССР Яковлев 36 Моноплан 2500
Як-9Т 1943 СССР Яковлев 2749 Моноплан 3060
Як-9У 1943 СССР Яковлев 3921 Моноплан 3150
P-39N 1943 США Bell 2095 Моноплан 3740
P-39Q 1943 США Bell 3696 Моноплан 3768
Р-бЗА 1943 США Bell 1726 Моноплан 4760
Р-40М 1943 США Curtiss 600 Моноплан 4130
P-40N Warhawk 1943 США Curtiss 5220 Моноплан 5170
F7F-1 1943 США Grumman 38 Моноплан 10233
FM-2 1943 США Grumman 4777 Моноплан 3732
Р-38Н 1943 США Lockheed 601 Моноплан 9525
P-38J 1943 США Lockheed 2970 Моноплан 9980
Р-51А 1943 США North American 310 Моноплан 4800
Р-51В 1943 США North American 1988 Моноплан 5352
Р-51С 1943 США North American 1750 Моноплан 5352
P-51D 1943 США North American 8302 Моноплан 5260
P-47D-25 1943 США Republic 7185 Моноплан 7940
F2G Super Corsair 1943 США Vought 10 Моноплан 6620
F3A-1 1943 США Vought 735 Моноплан 6350
F4U-1A 1943 США Vought 2066 Моноплан 6350
F4U-1C 1943 США Vought 200 Моноплан 6350
F4U-1D 1943 США Vought 3978 Моноплан 6350
171 А 1 Q4^ I I ||=!Р1 11/19 ЯАА R Мпнпп пя н 441 ^
N1K2-J 1943 Япония Kawanishi 428 Моноплан 4860
А6М5 1943 Япония Mitsubishi 3432 Моноплан 3083
J2M3 1943 Япония Mitsubishi 281 Моноплан 4095
Ki-43-IIb 1943 Япония Nakajima 1534 Моноплан 2642
Ki-84-I 1943 Япония Nakajima 2556 Моноплан 3890
СА-19 Mk.II 1944 Австралия CAC 49 Моноплан 3741
D.H.103 F.1 1944 Брит Имп de Havilland 62 Моноплан 8036
Tempest VI 1944 Брит Имп Hawker 142 Моноплан 6238
Seafire F.46 1944 Брит Имп Supermarine 24 Моноплан 5107
Seafire XV 1944 Брит Имп Supermarine 383 Моноплан 3805
Spiteful F.14 1944 Брит Имп Supermarine 15 Моноплан 5171
Spitfire XVI 1944 Брит Имп Supermarine 1053 Моноплан 4309
Do.335a-0 1944 Германия Dornier 12 Моноплан 9580
Fw. 190A-8 1944 Германия Focke-W ulf 6597 Моноплан 4900
Fw. 190A-9 1944 Германия Focke-W ulf 910 Моноплан 4900
Fw.190D-9 1944 Германия Focke-W ulf 1806 Моноплан 4840
Та.152h-l 1944 Германия Focke-W ulf 67 Моноплан 5400
Bf. 109G-10 1944 Германия Messerschmitt 23 Моноплан 3678
Bf. 109G-14 1944 Германия Messerschmitt 3140 Моноплан 3100
Bf. 109K-4 1944 Германия Messerschmitt Моноплан 3402
Ла-7 1944 СССР Лавочкин 5711 Моноплан 3234
Як-3 1944 СССР Яковлев 4201 Моноплан 2660
Як-3 BK-107 1944 СССР Яковлев 51 Моноплан 2984
ЯК-9ДД 1944 СССР Яковлев 399 Моноплан 3275
Як-9К 1944 СССР Яковлев 54 Моноплан 3245
Як-9М 1944 СССР Яковлев 4407 Моноплан 3096
P-39Q-21 1944 США Bell 809 Моноплан 3768
P-39Q-30 1944 США Bell 400 Моноплан 3768
Р-бЗС 1944 США Bell 1227 Моноплан 3995
Р-75А 1944 США General Motors 11 Моноплан 8490
F6F-5N 1944 США Grumman 1434 Моноплан 6991
F7F-2N 1944 США Grumman 64 Моноплан 11882
F8F-1 1944 США Grumman 773 Моноплан 4355
P-38L 1944 США Lockheed 3923 Моноплан 9960
Р-47М 1944 США Republic 130 Моноплан 7030
P-47N 1944 США Republic 1816 Моноплан 9380
Ki-61 II а 1944 Япония Kawasaki 405 Моноплан 3820
АбМ5Ь 1944 Япония Mitsubishi Моноплан 3083
А6М5С 1944 Япония Mitsubishi 3487 Моноплан 3400
J2M5 1944 Япония Mitsubishi 34 Моноплан 3687
Ki -109 1944 Япония Mitsubishi 25 Моноплан 10800
Ki-43-IIIa 1944 Япония Nakajima 1101 Моноплан 2642
Ki-44-II с 1944 Япония Nakajima Моноплан 3000
Ki-84-Ib 1944 Япония Nakajima 600 Моноплан 3890
Библиография
1. Кузьмин Ю.В. Развитие реактивных истребителей в СССР, США, Великобритании в 1940-е - 1950-е годы // Годичная конференция ИИЕТ РАН, 2011 г., с. 595-599
2. Кузьмин Ю.В. Развитие реактивных стратегических бомбардировщиков: влияние конструкторских школ // Годичная конференция ИИЕТ РАН, 2012, с. 678-681
3. Кузьмин Ю.В. Соотношение объемов производства и результативности конструкторских работ в мировом авиастроении XX в. Статистический анализ базы данных. Историческая информатика 2020 г., № 2, с. 61-82.
4. Rezankova H. Cluster analysis of economic data. Statistika 2014 № 1 pp. 73-85
5. Ковальченко И.Д. Методы исторического исследования, 2-е изд. М.: Наука, 2003
6. Кузьмин Ю.В. Спад производства самолётов в СССР в 1980-х годах: статистический анализ базы данных. Историческая информатика 2019 г., № 2, с. 106-146
7. Торенбик Э. Проектирование дозвуковых самолётов. М.: Машиностроение, 1983, 648 с.
8. Шавров В.Б. История конструкций самолётов в СССР до 1938 года., 3-е изд. М.: Машиностроение. 1985, 752 с.
9. Хачумов М.В. Расстояния, метрики и кластерный анализ. Искусственный интеллект и принятие решений. № 1 2012 г., с.81-89
10. Грин У. Крылья Люфтваффе. М.: ОНТИ ЦАГИ, 1994, т. 2, с. 120
11. Кузьмин Ю.В. . Авиастроение в 1936-1941 годах: кто к какой войне готовился?// Труды Международной научной конференции «К 75-летию начала Великой Отечественной войны: на грани катастрофы». М., ЦМВО, 22-23 июня 2016 г., ISBN 978-5-7164-0704-6, стр. 590-601
12. Иванов В.П. Оценка достижимых характеристик истребителя И-16 на математических моделях//Легенды и мифы авиации, вып. 10, М., Русские Витязи, 2020, ISBN 978-5-907245-16-7, с. 126-133
13. Справочник по иностранным самолётам // Ред.: Шульженко М.Н. М.: БНТ ЦАГИ, 1940,. 444 с.
14. Соболев Д.А. История самолётов мира. М.: Русавииа, 2001, ISBN 5-900078-10-8, 680 с.
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.
Рецензируемая статья посвящена как содержательным, так и методическим проблемам. Исследуя развитие военной авиации между мировыми войнами, автор ставит вопрос о возможности выделения групп конструкций самолетов без их предварительного разделения по странам и компаниям. Это позволяет вывести исследование на новый уровень и получить результаты, выходящие за пределы традиционного изучения темы истории военной авиации. Для заявленной группировки автором выбран один из методов автоматической классификации - кластер-анализ.
В процессе исследования проводится кластер-анализ истребительной авиации, производимой в мире по 5-летним периодам, что позволяет выявить основные тенденции ее развития в динамическом плане. Метод кластер-анализа хорошо известен в гуманитарных исследованиях, в том числе исторических, однако, его применение требует выполнения многочисленных условий по отношению как к данным, так и, собственно, к методикам. При этом невозможно полностью уйти от субъективного фактора в исследовании и оценке его результатов, что хорошо показано в статье. Тем не менее, автору удалось провести полноценное исследование, свидетельствующее о
его высокой квалификации и полном владении фактологической стороной проблемы. Актуальность статьи и рассматриваемых в ней проблем определяется прежде всего растущим в исследовательской сфере интересом к работам по истории науки и техники. Цифровой поворот в гуманитарных науках усиливает интерес к применению математических методов и информационных технологий в исторических исследованиях. Исследование развития военной мысли и военной техники в период между мировыми войнами остается актуальным уже многие десятилетия, влияя на общее развитие научных представлений об историческом прошлом.
Научная новизна статьи определяется двумя обстоятельствами. Во-первых, это введение в научный оборот огромного авторского материала по истории авиации, прежде всего это касается огромного массива данных по различным типам самолетов, произведенных в мире. Во-вторых, в статье впервые в исследованиях по тематике развития военной авиации применен кластер-анализ, позволяющий выйти за пределы изучения национальных школ конструирования и создания самолетов, и перейти к изучению общих тенденций, которые позволяют по-новому взглянуть в том числе и на особенности развития авиации в различных государствах, являвшихся производителями самолетов. Статья фундаментальна как с точки зрения объема представленного в ней материала, так и со стороны широты и глубины сформулированных выводов. Она характеризуется четкой структурой, позволяющей хорошо ориентироваться в авторском изложении материала. Работа начинается с постановки проблемы и краткого изложения сути предлагаемого инструмента исследования - кластер-анализа. Далее характеризуется объект исследования - поршневые истребители - и обосновываются хронологические рамки исследования (1920-1944 гг.). Автор подробно останавливается на источниковой базе исследования, собранной им самим, а также на выборе параметров для анализа, упоминая в том числе и о проблемах, связанных с разночтением данных по разным странам и периодам. Затем дается общая динамика развития поршневых истребителей за весь изучаемый период и обосновывается необходимость его разделения на пятилетние отрезки для проведения кластер-анализа. При этом автор уделяет большое внимание методическим вопросам, связанным с выделением отдельных кластеров и объективизацией для этого исходных данных. В следующим разделах статьи дается подробная характеристика развития поршневой истребительной авиации по всем выделенным периодам. После этого автор переходит к выводам, ряд из которых являются принципиально новыми (например, об определяющем влиянии на скорость аэродинамики, а не мощности моторов). Статья заканчивается огромной таблицей исходных данных. Работа написана оптимальным научным стилем, позволяющим сохранить все необходимые для научной статьи параметры, но в то же время определяющим не только интерес к чтению, но и его увлекательность. Статья включает в общей сложности 16 таблиц и 44 рисунка, полностью раскрывающих методику работы, ее промежуточные и финальные результаты.
Статья содержит сравнительно небольшую для ее объема библиографию (14 наименований), которая, однако, является чрезвычайно полезной для любого читателя, поскольку при необходимости позволяет существенно расширить представления о предмете рассматриваемой научно-исследовательской работы.
Использование метода кластер-анализа позволило автору выделить ряд новых моментов, которые вступают в противоречие с уже существующими представлениями о развитии авиации, эти моменты отмечены в статье, но их немного, поскольку автор все-таки в основной степени был сосредоточен на методической и содержательной сторонах исследования.
Статья полностью соответствует формату журнала «Историческая информатика», в который она представлена. Работа выделяется своей фундаментальностью,
объективностью и новизной, широкому кругу читателей, рецензируемой статье будет Некоторые мелкие недочеты публикации.
ее тематика интересна не Думается, что интерес очень большим, а в ее оформлении
только специалистам, но и читательской аудитории к высокоцитируемой. препятствием для
сама статья -не могут быть
