XР-39 вскоре после первых неудачных полетов.
ХР-39 после испытаний в аэродинамической трубе NACA в Лэнгли. Обратите внимание на отсутствие наддува под кабиной.
Однако к подобным результатам следовало относиться осторожно. Во-первых, самолет взвесили перед первым вылетом. Выяснилось, что его взлетная масса составляла 2768 кг, т. е. на 251 кг больше расчетной величины. Во-вторых, двигатель не мог работать в полную мощность, так как при больших оборотах вибрация приводила к резонансу. В-третьих, над самолетом как дамоклов меч висела проблема перегрева двигателя. Наконец, генерал Арнольд приказал передать прототип ХР-39 в Лэнгли, Вирджиния, для испытания его в аэродинамической трубе NACA. Учитывая все перечисленное выше, мы склоняемся к утверждению, высказанному Берчем Мэтьюзом. Мэтьюз сообщил, что на испытаниях ХР-39 развил всего лишь 603 км/ч (375 миль/ч). Несмотря на то, что не удалось достичь заданной скорости 645 км/ч, результаты испытаний были признаны в целом удовлетворительными. Чтобы максимально ускорить доводку машины, 13 апреля US А АС и Bell Aircraft Corporation заключили контракт на выпуск тринадцати нульсерийных экземпляров YP-39. Двенадцать машин должны были получить двигатель V-1710-17 с турбонаддувом, т. е. как у ХР-39, а на тринадцатый, обозначенный как YP-39A, было решено установить мотор V-1710-31, оснащенный механическим компрессором со степенью сжатия 8,8:1. Самолеты следовало привести в соответствие со спецификацией С-616. Новые требования прежде всего касались высотных характеристик самолета. Если раньше от истребителя требовалось, чтобы он показывал максимальные летные характеристики на высоте 6100 метров, то теперь максимальные характеристики машина должна была показывать на высотах от 4600 до 6100 метров. Одновременно, максимальная скорость в данном диапазоне высот должна была достигать 676 км/ч (420 миль/ ч). В спецификации также разрешалось не ставить на двигатель турбонаддув при условии, если самолет сможет достичь высоты 6100 метров менее чем за шесть минут.
Однако прежде чем Белл приступил к выполнению контракта, прототип ХР-39 подвергли всесторонним испытаниям в аэродинамической трубе NACA. Генерал Арнольд поручил привести аэродинамику истребителя в соответствие с лучшими мировыми образцами. В сопроводительных документах Арнольд писал:
«а) Фюзеляж самолета должен иметь минимальное аэродинамическое сопротивление. В кабине следует предусмотреть место для пилота ростом не более 1,72 м и массой не более 73 кг.
б) Номинальный потолок истребителя определить в 4600 метров (15000 футов). Такой потолок принят для большинства иностранных образцов. Следует иметь в виду, что наш истребитель должен показывать лучшие летные характеристики на высотах, характерных для бомбардировщиков потенциального противника.
в) Не следует увеличивать массу самолета, если это как-то скажется на его аэродинамике.
г) Проектный запас топлива должен обеспечить один час полета на номинальном потолке с полностью открытым дросселем…
ХР-39 с новым, более низким фонарем кабины и небольшим воздухозаборником для карбюратора за кабиной. Чтобы избежать бликов на приборной панели верхнее стекло фонаря закрасили черным.
ХР-39 В после очередной переделки. Обратите внимание на створки главного шасси.
Первый предсерийный УР-39 (40–27), снятый на аэродроме Баффало 7 октября 1940 года.
Далее, следует предпринять все усилия для того, чтобы самолет на высоте 15000 футов развил скорость более 400 миль/ч. С этой целью отправить самолет в исследовательский центр NACA в Лэнгли, Вирджиния, сразу же после завершения предварительных испытаний. Ход предварительных испытаний необходимо ускорить».
Уже 6 июня 1939 года ХР-39 был в Лэнгли. Специалисты из NACA для начала определили текущее аэродинамическое сопротивление самолета. Затем определили сопротивление, устранив все нарушающие аэродинамику элементы: фонарь, воздухозаборники, щели. Выяснилось, что аэродинамическое сопротивление прототипа равно 0,0329, в то время как гладкий самолет имел сопротивление 0,0150, то есть более чем в два раза меньше. Далее определялся вклад в аэродинамическое сопротивление каждого из одиннадцати элементов: кабины, турбонаддува, шасси, промежуточного радиатора. Выяснилось, что наибольшие проблемы создает турбонаддув, добавляющий к аэродинамическому сопротивлению 0,0033. Вместе с системой выхлопа наддув добавлял к сопротивлению 0,0047. Это составляло 15 % от общего сопротивления всего самолета! Используя полицейскую терминологию, первый подозреваемый был определен. Далее работы шли по совершенствованию обтекаемости остальных элементов самолета. Анализ показал, что бортовые воздухозаборники и воздуховоды создают сильные турбулентности. Особенно сильное влияние оказывал воздухозаборник у основания правого крыла.
На этом исследования не закончились. Чтобы обеспечить адекватное охлаждение требовалось пропускать достаточный воздушный поток через радиатор. В случае ХР-39 при наборе высоты со скоростью 258 км/ч (160 миль/ч) поток через радиатор составлял всего 77 % от необходимого. А при полете на предельной высоте со скоростью 563 км/ч (350 миль/ч) поток и вовсе сокращался до 65 %. Несомненно, именно эта особенность и вызывала известные проблемы с перегревом. Одновременно, тщательным исследованиям подвергли конструкцию турбонаддува. Из-за размеров и важности промежуточного радиатора, специалисты NACA проверили и его функциональность. Выяснилось, что промежуточный радиатор также не справляется с возлагаемыми на него задачами. Основной причиной в данном случае был недостаточный размер радиатора и недостаточный воздушный поток. Выяснилось, что воздушный поток через промежуточный радиатор составляет всего от 12 до 25 % от необходимого. Из-за этого возрастал риск возникновения детонации в двигателе. Кроме того, недостаточное охлаждение не давало двигателю развить полную мощность. По оценкам аэродинамиков почти все воздухозаборники нуждались в коренной переделке. Это был не тот результат, какой ожидали в Баффало. Следует иметь в виду, что ХР-39 создавался с учетом того уровня инженерных познаний, какой существовал в то время. Выяснилось, что на больших скоростях конфигурацию воздухозаборников можно проработать только опытным путем. В середине 30-х годов авиаконструкторы вступили в неизведанные до той поры области.
Специалисты из Лэнгли рассчитали максимальную скорость самолета при мощности двигателя 1150 л.с. Оказалось, что ХР-39 в настоящем виде способен развить скорость не более 547 км/ч (340 миль/ч). После учета всех замечаний, сделанных аэродинамиками, самолет должен был развить уже 631 км/ч (392 миль/ч). Обе скорости приведены для высоты 6100 метров.
Рекомендации NACA по результатам испытаний были следующими:
Улучшить обтекатели шасси;
Уменьшить высоту фонаря кабины;
Убрать турбонаддув;
Перенести воздухозаборник карбюратора за кабину пилота;
Установить на самолет высотную модификацию двигателя Allison-1710;
Перепроектировать воздуховоды масляного и водяного радиаторов.
YP-39 с новой системой охлаждения.
Р-39С (Модель № 12) мало чем отличался от YP-39. На самолетах не было самогерметизирующихся топливных баков и бронирования. Боевые качества машин были очень ограничены, иногда самолеты обозначались как RP-39C («урезанный» Р-39С).
Эти выводы Ларри Белл получил 10 августа 1939 года во время своего визита в Лэнгли. В конце августа удалось договориться с представителями USAAC на Райт-Филд, а вначале сентября начались работы над машиной. Переделке подвергся прототип «38-326», который получил заводское обозначение Модель № 4В. В соответствии с рекомендациями, на самолет планировали установить двигатель мощностью 1350 л.с., который по расчетам позволил бы самолету развить скорость 690 км/ч (429 миль/ч). Оптимизма прибавляло то, что двигатель V-1710-19 развивал максимальную мощность именно на высоте 15000 футов. Но пока двигателя не было, ХР-39В остался с прежним 1150-сильным мотором V-1710-31. С двигателя следовало снять турбонаддув, что позволило также убрать промежуточный радиатор. Воздухозаборники и воздуховоды переделали в соответствии с требованиями аэродинамиков. Кабину пилота сделали ниже, что советовал еще генерал Арнольд. Это изменение породило множество едких шуток относительно физических данных пилотов для ХР-39. Если рост летчика превышал 1,72 м, то сидеть в кабине он мог лишь сгорбившись. Вообще, объем кабины сократился, кабина стала не только ниже, но заметно уже и немного короче. Это должно было вызвать благосклонную реакцию со стороны командующего USAAC. Изменения затронули и шасси самолета. Шасси получило створки, которые сочетали надежность при выпуске и уборке шасси с хорошей аэродинамикой. Диаметр колес главного шасси уменьшили. Переднее колесо стало целиком убираться в фюзеляж. Другой деталью, по которой можно легко отличить переработанный самолет, был воздухозаборник карбюратора.
