Научно-технический уровень России в годы Первой Мировой войны на примере авиастроения (статистический анализ базы данных)

Кузьмин Юрий Викторович кандидат физико-математических наук старший научный сотрудник, ИИЕТ РАН 125315, Россия, г. Москва, ул. Балтийская, 14 Kuzmin Yury Viktorovich PhD in Physics and Mathematics Senior researcher, S.I.Vavilov Institute for the History of Science and Technology, RAS 125315, Russia, g. Moscow, ul. Baltiiskaya, 14 ykuzmin@rambler.ru Другие публикации этого автора

Введение

Изучение истории техники с использованием статистических методов даёт возможность получить новое знание не только собственно о развитии техники, но и об экономических и общеисторических процессах. Рассмотрим с точки зрения историка техники положение в экономике России во время Первой мировой войны.

Экономический рост страны в конце XIX – начале XX вв. был прерван войной, и напряжения этой войны Российская империя не выдержала. Две революции и кровавая Гражданская война принесли огромные жертвы, колоссально снизили уровень производства и уровень жизни населения.

Многие хорошо информированные авторы писали о нехватке снарядов, тяжёлой артиллерии, пулемётов, даже колючей проволоки. Среди этих работ выделяется своим уровнем многократно переиздававшаяся книга ^[1] генерал-лейтенанта Головина, профессора Николаевской военной академии, а в годы Первой Мировой войны – начальника штаба 7-й армии.

Зачастую подчёркивалось колоссальное отставание России в производстве некоторых видов оружия. Например, в ^{[2, Таблица 4]} указано, что если выпуск винтовок в России за годы Первой мировой войны (3,3 млн. штук) был сравним с выпуском в Великобритании и США (3,85 и 3,5 млн. штук соответственно) и превосходил выпуск во Франции (2,5 млн. штук), то вот пулемётов было выпущено катастрофически мало: всего 28 тысяч против 239 тысяч в Великобритании, 280 тысяч в Германии и 312 тысяч во Франции. Разница – на порядок. Один пулемёт приходился на 16 винтовок в Великобритании, 8 – во Франции и почти 120 – в России.

В чём же дело? Ведь, кажется, это сходные изделия, и можно было бы соблюсти «правильные» пропорции? Ответ содержится у Головина ^{[1, стр. 195]}: «…пулемётное производство … оказалось гораздо более сложным, нежели ружейное; так, требуемая в нём предельная точность достигала 0,0005 дюйма, в то время, как в ружейном эта точность равнялась 0,001». Повышение точности обработки деталей в два раза оказалось недостижимым для российской промышленности. Здесь мы видим пример анализа не только количественного, но и качественного отставания.

Мы же рассмотрим другой пример: качество выпускаемых самолётов. Представленный в статье статистический анализ проводится на основе разработанной автором базы данных.

Утрата позиций

Развитие авиации в России шло с небольшим отставанием от ведущих стран Европы. Ещё в 1880-х гг. А.Ф. Можайский построил свой самолет с паровыми двигателями – достижение мирового уровня: второй в мире полноразмерный летательный аппарат тяжелее воздуха (первым был самолет, который в 1875 г. построил француз Felix du Temple de la Croix; аппарат демонстрировался на Всемирной выставке 1878 г. в Париже).

Хронология первых удачных полетов (включая небольшие подлеты по прямой) по странам выглядит так: США (Flyer братьев Райт) – 1903 г.; Франция (Santos-Dumont 14bis) и Румыния (Vuia I bis) – 1906 г.; Дания (Ellehammer) – 1907 г.; Бельгия (Tipsy I), Великобритания (Dunne IV, Avro Biplane), Германия (Euler 3) – 1908 г.; Австро-Венгрия (Etrich I, II), Италия (Aerocurvo), Швейцария (Dufaux 4, Libellule) –1909 г., Россия – 1910 г. (Кудашев, Сикорский, Гаккель) ^[3].

Еще меньше было отставание в разворачивании серийного производства самолетов. Первые фабрики появились во Франции: там с 1908 г. серийно выпускали самолеты братья Voisin и компания Antoinette (владелец – Jules Gastambide, конструктор – Leon Levasseur). В 1909 г. Glenn Curtiss в США начал продавать свои «Golden Flyer», в том же году освоила серийное производство монопланов немецкая фирма, которую создал Hans Grade. Только три страны опередили Россию, причем не более чем на два года. В 1910 г. серийный выпуск самолетов, кроме России, начался только в Австро-Венгрии, Великобритании и Швейцарии. Итак, Россия оказалась в первой семерке стран по времени создания авиазаводов, освоивших серийное, пусть и малосерийное, производство самолетов.

Всего за 1909–1913 гг. в мире построили около 6 тысяч самолетов. Бесспорным лидером в этот период с долей свыше 40% являлась Франция – она стала центром развития европейской авиации, в ней работали не только французские конструкторы, инженеры и летчики, но и множество граждан других стран. Достаточно сказать, что Альберт Сантос-Дюмон, совершивший первый полет в Европе, был бразильцем.

Россия же занимала почётное четвертое место, уступая только трем ведущим европейским державам и опережая США, и занимала около 10% мирового рынка. При этом уровень концентрации производства в отрасли был чрезвычайно велик: всего пять стран за первую пятилетку серийного самолетостроения выпустили 95% всех самолетов!

С началом Первой мировой войны отношение к самолетам резко изменилось: от экспериментов и спорта перешли к боевому применению и массовому производству. Это сказалось и на очень быстром росте объемов выпуска: если в 1909–1913 гг. во всем мире построили около 6 тысяч самолетов, то в 1914–1918 гг. – свыше 200 тысяч. Рост мирового производства в 30 раз в соседние пятилетние промежутки – крайне редкое явление в мировой истории промышленности: во время Второй мировой войны, по сравнению с предвоенной пятилеткой, рост был менее чем в пять раз. На этом этапе и выявилась недостаточная мощность российской промышленности, недостаточное качество производства и зависимость авиастроения от зарубежных поставок. Доля России в мировом выпуске уменьшилась с почти 10% до 2,2%. Но как обстояло дело с качеством выпускаемых аппаратов?

Постановка задачи

Россия – как позднее и Советский Союз – иногда производила технические изделия, находящиеся выше мирового уровня. В области самолётостроения это первые в мире многомоторные самолёты Гранд Балтийский – Русский Витязь – Илья Муромец ^[4], а для СССР наиболее впечатляющий пример, пожалуй, трёхмаховый перехватчик МиГ-25, до сих пор остающийся самым быстрым боевым самолётом в мире. Но уровень пиковых достижений не всегда коррелирует с общим уровнем развития промышленности.

В этой работе будет проанализирован научно-технический уровень авиапромышленности России во время Первой Мировой войны, причём это будет сделано не при помощи привычного анализа отдельных отчётов о производстве, испытаниях и т.д., а при помощи сравнения реальных характеристик самолётов, выпускаемых в России и в других странах.

То, что объём производства самолётов производства в России более чем на порядок отставал от объёмов выпуска в Германии, Франции и Великобритании давно известно (конкретные числа приведены ниже). Но каково было качество этих самолётов, и как это качество оценить?

Одна из основных характеристик боевого самолёта – скорость. Она нужна и самолёту-разведчику, и бомбардировщику, и – прежде всего – истребителю. Поэтому в данной работе рассчитывается динамика изменения по годам средневзвешенной максимальной скорости строившихся в основных участниках Первой Мировой войны самолётов с 1913 (последний мирный год) по 1918 год (год окончания Великой войны) включительно.

Средневзвешенная скорость рассчитывается по формуле

Σ (Ni * Vi) / Σ (Ni),

где суммирование ведётся по всем модификациям i самолётов, выпускавшихся в данной стране в данном году, Ni – выпуск модификации в данной стране за данный год, Vi – её максимальная скорость.

Этот показатель рассчитывался для всех самолётов, но при этом не учитывается, что структура выпуска в разных странах была разная. Например, США, поздно вступившие в войну, даже в 1918 г. выпускали непропорционально много, по сравнению с европейскими странами, учебных самолётов: им надо было срочно учить лётчиков. Истребители же США в большом количестве закупали у Франции. В результате средневзвешенная скорость самолётов США в 1918 г. окажется относительно невысокой, что не отражает действительный технический уровень развития страны.

Поэтому средневзвешенная скорость отдельно рассчитывалась и только для боевых самолётов (без учёта учебных, спортивных, пассажирских и экспериментальных), и для истребителей – самолётов, для которых скорость полёта имеет особенно важное значение.

Подчеркнём, что нас интересует именно производство, а не проектирование самолётов в данной стране. Строившиеся на заводе московском заводе Дукс самолёты «Ньюпор» французской конструкции, естественно, учитывались в выпуске России, а такие же самолёты, произведённые компанией «Макки» – в выпуске Италии.

Исходные данные

Основой для проведения расчётов стала составляемая мной в течение 20 лет база данных о характеристиках и выпуске самолётов XX века. О базе сообщалось в докладах на 29-м и 31-м международных конгрессах ICAS ^{[5, 6]}. Данные из базы использовались как основа при подготовке большого количества статей и докладов, как примеры приведены публикации ^[7-9].

База данных создана при помощи СУБД Mircosoft Access, для анализа и построения графиков результаты запросов экспортировались в Microsoft Excel. База данных состоит из 36 таблиц, содержащих информацию (качественные сведения о типах самолётов: аэродинамическая схема, конструкционные материалы и т.д.; количественные сведения о модификациях: массово-габаритные данные, лётные характеристики; сведения об установленном оборудовании, в т.ч. двигателях и вооружении, сведения о выпуске, сведения о значимых датах: первых полётах, перелётах, соревнованиях и т.д., сведения о людях – участниках событий, перечень используемых источников и т.д.) и 75 таблиц-справочников (например, типы крыла, типы моторов, перечень конструкционных материалов и т.д.).

Для наполнения базы использовалось 11000 источников. Среди них –журналы, справочники, в том числе, Jane’s all the world’s aircraft и Flugzeug-typenbuch, книги по истории авиации. Предпочтение отдавалось архивным данным (в частности, ещё при подготовке книги ^[15] были выверены сведения о выпуске самолётов в России) и официальным документам (руководствам по лётной эксплуатации, сертификатам типа, стандартным характеристикам самолёта, техническим описаниям).

На момент написания статьи в базу были введены данные о 11200 типах и 21400 модификациях летательных аппаратов, более 30000 записей о выпуске летательных аппаратов. Данные о летательных аппаратах включают название, разработчика, производителя, назначение, состав и мощность силовой установки, массогабаритные, лётно-технические характеристики (в том числе, нужную для нас максимальную скорость полёта) и многое другое.

По моим данным в 1913-1918 годах в мире было создано 1870 различных модификаций самолётов, 800 из них строились серийно (без учёта модернизаций и недостроенных самолётов).

Для расчётов использовалась выборка из данной базы, относящаяся к Первой Мировой войне. Это 2450 записей о выпуске самолётов в 6 странах (Великобритания, Германия, Италия, Россия, США, Франция) в 1913 – 1918 годах в формате «Страна, Модификация, Производитель, Год, Выпущено, Назначение, Максимальная скорость км/ч», общий выпуск составил 204208 самолёта.

Ещё в базе данных имеются, но не использовались при анализе 170 записей о выпуске самолётов за тот же период в других странах (более 13000 экземпляров).

Максимальные скорости самолётов в выборке варьируются в диапазоне от 60 км/ч (Касяненко-4 и Williams Monoplane 1913 г.) до 262 км/ч (рекордный Curtiss 18-T 1918 года).

Методика расчётов и погрешности

В данной работе оценивается уровень промышленности – поэтому подсчитывались все построенные в стране самолёты, в том числе, отправленные на экспорт.

Как российские учитывались все самолёты, построенные в Российской империи, в том числе, на варшавском заводе Aviata в 1913-1914 годах, а также самолёты, построенные в 1918 году заводом Анатра в Одессе (завод Адаменко в Крыму в 1918 г. ни одного самолёта не построил, поэтому он политико-географической неопределённости не создаёт).

Для 4900 самолётов из 204000 построенных (менее 2,5%) неизвестна точная максимальная скорость. Среди российских самолётов таких 91 (2%). Для таких аппаратов она оценивалась по скорости других, близких модификаций того же разработчика. С учётом того, что для дозвуковых самолётов скорость примерно пропорциональна кубу мощности двигателя (точнее, кубу мощности на единицу веса), для пересчёта скоростей по соседней модификации применялась формула (1 – модификация с неизвестной скоростью, 2 – с известной):

V1 = (N1*M1/N2*M2)1/3 * V2

Модификация для сравнения выбиралась так, чтобы назначение совпадало, год постройки отличался не более, чем на единицу, и величина в скобках была как можно ближе к единице. Здесь N1, N2 это мощности моторов первой и второй модификации соответственно, M1 и M2 – их взлётные массы, V1, V2 – их максимальные скорости.

Ошибка определения скорости при выбранном подходе (проверялось на «контрольной выборке» - наборах модификаций с разными массами и моторами и известными скоростями) не более 4%, поэтому общая ошибка при определении средней скорости составит незначительные доли процента.

Конечно, для некоторых самолётов, прежде всего, опытных и экспериментальных, не удалось подобрать близких аналогов и скорость их оценивалась «на глазок», на основе скорости аппаратов со схожими размерами, массой, аэродинамической схемой и мощностью силовой установки. Но таких самолётов очень мало: только 2 итальянских, 35 британских, столько же российских (самолёты Мельцера, Модраха, ранние самолёты Лебедева и некоторые другие), а всего – 219 модификаций с общим выпуском 551 аппарат, то есть, 0,25% от общего выпуска. Поэтому и данная ошибка невелика.

Более существенная возможная ошибка связана с датировкой. Сведения о выпуске самолётов во Франции, Великобритании и Германии зачастую относятся к периоду 2-3 года. Например, согласно ^[12] французская компания Kellner-Bechereau выпустила 1280 истребителей SPAD XIII в 1917-1918 годах. Разбить такие сведения по годам можно только приблизительно, ориентируясь на общий выпуск самолётов в стране за год, отражённый обычно в отчётах Военных министерств – хорошо, если с разбивкой по классам (бомбардировщики, разведчики, истребители и т. д.). Это создаёт дополнительный источник ошибки, но касается, в основном, соотношения средних скоростей в 1916 – 1918 годах.

Удачно для целей данной статьи то, что фактически отсутствуют серии самолётов, продолжающиеся в 1919 году: по окончании войны производство самолётов в Германии прекратилось, в странах-союзниках также были отменены большинство военных заказов, а для России разбивка по годам известна весьма точно.

Поэтому основной тренд – темп роста скорости между началом войны (1913 – 1915 годы) и вторым трёхлетием (1916 – 1918 годы) указанные возможные погрешности не искажают. Мы же увидим, что данные тренды сильно различались для России и других главных участников Великой войны.

Небольшую систематическую ошибку добавляет несовпадение временных периодов. Из-за использования юлианского календаря год в России начинался и заканчивался на 13 дней позднее, чем в других странах

Наконец, характеристики одних и тех же самолётов в разных источниках слегка отличаются. Это обусловлено и разной методикой получения исходных данных: скажем, результаты испытаний опытного образца на фирме-изготовителе обычно несколько выше, чем результаты контрольного испытания серийного самолёта или, тем более, результаты испытаний трофейного аппарата – зачастую с неоптимальными для него топливом, маслом и подбором режимов полёта. Небольшие ошибки возникают и при переводе из метрической системы в фунты-мили и наоборот. Обычно расхождения в разных источниках невелики, но имеются. Так, например (выбраны работы известных историков авиации), согласно ^{[12, стр.16]} скорость у земли ранних серий массово выпускавшегося истребителя SPAD VII со 150-сильным двигателем равна 193 км/ч, а согласно ^{[13, стр.49]} – на 3 км/ч меньше. По возможности предпочтение отдавалось данным официальных испытаний, проводимых заказчиком – соответствующим военным ведомством.

Австро-Венгрия и Япония исключены из анализа, хотя, как было отмечено выше, сведения есть и по этим странам. Япония построила слишком мало самолётов за этот период – только около 400, что ведёт к большим статистическим ошибкам. Авиастроительные предприятия Австро-Венгрии слишком тесно были переплетены и по владельцам, и по логистике поставок, и по строящимся моделям с немецкими фирмами.

Общий выпуск самолётов

Данные об общем выпуске самолётов по странам в годы Первой Мировой войны публикуются во многих источниках, но анализ показывает, что эти данные вызывают сильное сомнение (обсуждение приведено в ^[11]). Например, в энциклопедии ^{[14, стр. 57]} в статье Aircraft, Production честно написано (перевод мой): «Статистика выпуска самолётов в разных странах широко варьируется от источника к источнику, поэтому автор опирается на наиболее недавние исследования или на среднее среди различных признанных чисел»

Несмотря на такую оговорку, смело даются числа с точностью до одного самолёта, то есть, до пятого знака (обычная точность астрономических наблюдений – 6-7 знаков).

Сравним данные, приведённые в ^{[14, стр. 57]} с данными, полученными из моей базы данных суммированием.

Таблица 1. Выпуск самолётов в 1914-1918 годах по разным источникам

Для Италии в ^[14] дан выпуск за 1915-1918 годы, соответственно, в базе тоже суммирование для этой страны проводилось по 1915-1918 годам. В ^[14] данных по производству в США нет. Поэтому и в суммарные значения в таблице США не включены.

Общее превышение на 9% связано, в основном, с тем, что в таблице из ^[14] считался выпуск за время Первой Мировой войны, то есть с августа 1914 по ноябрь 1918 г., а в базе данных – за все 5 лет с января 1914 по декабрь 1918 г. (найти данные о выпуске, разделённые по месяцам, очень сложно).

Большое превышение данных для Франции связано, скорее всего, с тем, что таблицы типа приведённой ^[14], вероятно, составлялись на основе данных военных министерств, и плохо учитывали экспорт самолётов, идущий в обход военного министерства, например, передачу самолётов экспедиционному корпусу США – американцы часто заказывали аппараты непосредственно у фирм-производителей.

Отклонение в Великобритании связано с тем, что я определял принадлежность самолёта по месту расположения сборочного предприятия, а не по национальности его собственника или месту регистрации компании. В то же время в Англии находилось много филиалов французских фирм, выпускавших самолёты марок Ньюпор, Блерио и другие.

Отклонение вниз для России, несомненно, правильно. Использовались, а затем уточнялись данные нашей книги ^[15], в свою очередь, основанные на архивных материалах (РГВИА, РГВА, РГАЭ, архив ЦИАМ – ссылки приведены в ^[15] в соответствующих разделах). В классическом труде Шаврова ^{[16, стр. 299]} дана ещё более завышенная, чем в ^[14] оценка: он утверждает, что в России с 1914 по 1917 (то есть, без 1918 года) произвели 5600 самолётов. Но данные по выпуску отдельных моделей Шавров приводит редко. Поэтому указанный в данной работе выпуск в России в 1914-1918 годах: 4581 самолёт я считаю более точной оценкой.

В целом данные базы данных по числу самолётов не сильно расходятся с «общепринятыми», тем более, что среди «общепринятых» чисел легко найти отличающиеся друг от друга на несколько тысяч. Например, в отчёте NACA 1931 года , стр. 4 из таблицы 2, где приведён выпуск самолётов в Германии с разбивкой по годам и классам, суммированием получается, что в стране в 1914-1918 годах было построено не 44385 самолётов, как указано в ^[14], но 47931 – на 3600, то есть, на 8% больше. Это гораздо ближе к нашей оценке.

Таким образом, сравнение данных базы с «общепринятыми» числами выпуска показывает, что в базе данных весьма полно отражено производство самолётов в годы Первой Мировой войны.

В расчётах не учтены недостроенные самолёты и модернизации, во время которых обычно заменяли силовую установку, и скорость возрастала. Таких самолётов было всего несколько десятков и на результат их учёт или неучёт фактически не влияет.

Динамика средневзвешенных максимальных скоростей

Описав постановку проблемы, источники данных, методику расчётов, современное положение дел с оценкой числа построенных в годы Первой Мировой войны самолётов, перейдём к основному содержанию статьи: построению графиков динамики средневзвешенных максимальных скоростей самолётов, выпускаемых в различных странах. Насколько мне известно, ранее такую работу никто не проводил.

Вначале построим график для среднего роста скоростей всех самолётов, выпускаемых в разных странах. Конечно, для бомбардировщика скорость менее важна, чем для истребителя – для него приоритетными являются дальность, масса боевой нагрузки, потолок, оборонительное вооружение. Структура выпуска самолётов по назначению в разных странах отличалась – например, в России строили очень мало (в долевом выражении) истребителей, а в Италии велика была доля тяжёлых бомбардировщиков. Поэтому общая зависимость это только начало анализа. Но ниже мы увидим, что отношение темпов развития схоже и при выделении отдельных классов самолётов. Результаты приведены на графике и в таблице.

Линии на графике сглажены специально, для того, чтобы показать, что совершенствование самолётов – это постоянный процесс. Даже в рамках одной модификации происходил постепенный рост характеристик благодаря эволюционному совершенствованию конструкции и технологий планера и силовой установки. Для крупносерийных самолётов я учитывал данный процесс, разбивая одну модификацию на несколько: скажем Bristol TB.8 – бомбардировщик 1913 года и Bristol TB.8 (1914) – его последние серии со значительно лучшими данными.

Таблица и график 2. Рост средневзвешенной скорости самолётов по странам

В 1913 году исходные позиции всех 6 рассматриваемых стран были близки. В первом столбце числа отличаются от среднемировой скорости (101 км/ч) не более, чем на 6% в ту или иную сторону. Это говорит о большой степени интернационализации развития авиации в те годы. Вместе с тем, можно выделить, хотя с небольшим отрывом, тройки лидеров (Великобритания, Италия, Франция: средневзвешенная скорость 105-107 км/ч) и аутсайдеров (Германия, Россия, США: средневзвешенная скорость 95-99 км/ч, на 10% меньше). Интересно, что и в 1918 году состав этих троек не изменится.

Все кривые, за исключением кривой США, о которой речь впереди, практически монотонно и весьма быстро растут, что говорит о быстром росте общего уровня авиационной техники в рассматриваемые годы.

Скорость британских и французских самолётов растёт с нарастающим темпом, этот процесс замедляется только в 1918 году. В этом же году Италия догоняет лидеров. Видно уверенное качественное развитие авиационного производства в странах-победительницах, при этом рост в 1914 и 1915 годах, хотя и меньше роста в 1916 и 1917 годах, но также весьма заметен: на раскачку страны времени не теряли и не опасались перестраивать производство, ставя на поток новые типы.

Очень быстрый рост в 1914-1916 годах показывает кривая Германии. Именно в 1915-1916 годах истребители «Фоккер» и «Альбатрос» были хозяевами неба. Но в 1917-1918 годах рост резко замедлился, и отставание стало очень существенным.

Положение усугубил более медленный рост производства. Если в 1915 году по расчётам автора суммарный выпуск самолётов в Германии и Австро-Венгрии превышал 60% от выпуска в странах Антанты, то в 1918 году – только 25% даже без учёта вступивших в 1917 г. в войну США (с учётом США этот показатель падает до 20%)

Но мы говорим о качественных характеристиках производимого вооружения, и здесь видно, что если в 1914-1916 году самолёты Германии были выше мирового уровня, то в 1917-1918 году ситуация резко и необратимо для потерпевшей поражение в войне страны изменилась.

Российская кривая растёт медленнее пяти рассмотренных, но что очень важно: основной прирост приходится именно на революционные 1917-1918 годы! При этом в 1917 году не снижался и выпуск (см. таблицу 3).

Таблица 3. Выпуск самолётов в России по годам. Источник ^[15], уточнено автором

В основном за рост скорости в 1917 г. отвечает налаживание на заводах Дукс (Москва) и Анатра (Одесса) массового (по российским меркам: 251 и 50 самолётов соответственно) производства истребителей Nieuport Ni.17, имевших скорость 164 км/ч ^{[16, стр. 675]}, а также начало выпуска ещё более скоростного SPAD VII на том же Дуксе. Вместе с тем во Франции основным истребителем, строящимся в 1917 г. был именно SPAD VII, даже ранние варианты которого развивали 190 км/ч ^[12], а последующие превысили 200 км/ч ^{[12, 13]}.

Рост же 1918 года объясняется, прежде всего, падением производства в три раза. Понятно, что когда вам удаётся выпустить только один самолёт, на мощностях, где в прошлом году строились три, Вы прежде всего снимете с производства устаревшие, медленные модификации.

Но главный для данной статьи вывод: российская авиапромышленность очень медленно качественно развивалась в 1914-1916 году – скорости выпускаемых самолётов почти не росли. Во второй половине 1916-го года и в революционном 1917 году были приняты меры по улучшению качества выпускаемых самолётов, но они запоздали: отставание от лидеров по скорости было уже катастрофическим, порядка 25% против 10% в 1913 году.

Итак, не перестройка и развал экономики во время революций 1917-года и последующих событий в России сказались на научно-техническом отставании страны в области авиастроения.

Рост скорости боевых самолётов

Вывод получен – но он сделан на основании анализа всего выпуска. В предыдущем пункте обсуждались сомнения – правильно ли это. Ведь отличалась и структура выпуска, а, скажем, для морского патрульного самолёта высокая скорость куда менее важна, чем для истребителя. Поэтому перейдём к сравнению только боевых самолётов.

В этом варианте из анализа исключены спортивные, туристские, почтовые самолёты 1913-15 годов в Европе и 1913-1918 годов в США (да, даже в 1918 г. в США, в отличие от европейских стран – участников Великой войны – в заметном количестве продолжали выпускать гражданские летательные аппараты). Не учитывались экспериментальные летательные аппараты. Но главное: исключены учебные самолёты, для которых высокая скорость даже вредна, куда важнее надёжность, безопасность, ремонтопригодность и невысокая стоимость, что диктует применение маломощных моторов.

Разделить модификации не так просто: часто первые самолёты одного типа принимались, например, как разведчики или даже истребители, а следующие, в том числе, построенные по тому же, первому заказу, в связи с быстрым ростом требований к летательным аппаратам, уже передавались военными сразу в учебные подразделения.

Поэтому мы считаем боевыми все машины, которые заказывались как боевые, даже если они сразу с завода попали не на фронт, а в лётные школы.

Таблица и график 4. Рост средневзвешенной скорости боевых самолётов по странам

Среди 204 тысяч всех самолётов боевых было семь восьмых: 175 тысяч. Поэтому в целом поведение кривых на Графике 4 похоже на График 2.

Заметно изменилась только кривая для США. На Графике 2 она вообще не показывала никакого роста с 1914 по 1917 год включительно, рост наблюдался только на краях рассматриваемого интервала: в 1913-1914 и 1917-1918 годах.

Это понятно: страна вступила в войну лишь в апреле 1917 года. До этого строилось много гражданских самолётов, зачастую – с маломощными моторами. Да и в 1917-1918 годах боевые самолёты, прежде всего, истребители, США массово покупали во Франции, а национальная авиапромышленность сосредоточилась на производстве разведчиков, ближних бомбардировщиков, и – в большом объёме – учебных самолётов для тренировки лётчиков своего очень быстро растущего воздушного корпуса.

Поэтому за 1913-1918 годы США построили 17800 самолётов (данные автора. По данным NASM (не опубликовано, предоставлено Д.А. Соболевым, ИИЕТ РАН) 16550 самолётов, то есть, на 7% меньше, но NASM учитывал не все аппараты, поставляемые на экспорт), из них только 6000 боевых – чуть более одной трети. Мирная направленность авиапромышленности сохранилась и в 1920-е годы: в тот период США были единственной страной, доля гражданских самолётов в выпуске у которой превышала половину.

Конечно, Италия тоже вступила в войну позднее соседних европейских стран – в мае 1915 года, но, в отличие от США, она не была отделена от воюющих держав океаном. Поэтому доля боевых самолетов в общем выпуске 1913-1918 года в ней очень высока – 91%.

Доля боевых самолётов в общем выпуске представлена на Графике 5. Видно, что столбцы США качественно отличаются от всех остальных. Можно только заметить большое количество гражданских самолётов в Великобритании в 1914 году и медленную «раскачку» России. Последнее объясняется тем, что у союзников Россия закупала боевые самолёты, значит, доля учебных машин, построенных на своих заводах, должна была быть больше.

Таблица и График 5. Доля боевых самолётов в общем выпуске по странам и по годам. В таблице жирным шрифтом выделены особо низкие значения.

Скорость самолётов США на Графике 4 растёт медленно. Прямо скажем, из этого графика создаётся впечатление, что США сильно отставали в области авиастроения, несмотря на создание лучшего авиационного двигателя Первой Мировой войны – 400-сильного Packard Liberty. В СССР самолёты с таким двигателем, строившимся под названием М-5, выпускались аж до 1932 г.

Но отметим два упоминавшихся фактора: США вступили в войну только в апреле 1917 года и США закупали истребители у французов, сосредоточившись на производстве морских самолётов, фронтовых разведчиков и бомбардировщиков.

В отношении же европейских участников Первой Мировой войны в силе остаются все выводы предыдущего раздела:

1. Англия, Франция и Италия в 1913-1918 годах сохранили и упрочили своё технологическое лидерство

2. Германское самолётостроение быстро прогрессировало в 1913-1916 годах, в 1916 году самолёты с чёрными крестами летали быстрее своих противников, но уже в 1917 году это преимущество было утеряно, а в 1918 году отставание достигло 10% - всё это говорит о нарастающих сложностях в немецкой экономике и о том, что итоги Первой Мировой войны были отнюдь не случайными.

3. Российская оборонная промышленность потеряла первые два года войны на раскачку. Заметный прогресс, как ни удивительно, достигнут только в революционном 1917 году. Продолжающийся рост скоростей в 1918 году связан с сокращением выпуска в 3 раза, прежде всего, за счёт прекращения производства устаревших моделей.

Итак, научно-техническое отставание России от европейских противников и союзников усугубилось задолго до возникновения революционной ситуации 1917 года, и 1917 год не был годом развала авиапромышленности: ни с количественной, ни – что показано впервые – с качественной стороны.

Рост скорости истребителей

Теперь рассмотрим только один класс боевых самолётов: истребители. Для истребителей рост скорости, безусловно, является приоритетом и во многом он определяет боевые возможности аппарата. Тем более, что вооружение практически у всех истребителей того периода было однотипным: 1-2 пулемёта винтовочного калибра. Только немногие аппараты несли пушки, их число в общем объёме производства невелико. Следовательно, основными факторами, определяющими качество самолёта-истребителя были скороподъёмность, манёвренность и, прежде всего, скорость, динамику роста которой мы и сравним.

В выборку не включены тяжёлые истребители: многоцелевые многоместные самолёты, предназначенные прежде, в том числе, для борьбы с немецкими дирижаблями. Это, в основном, французские самолёты типов Breguet V, Breguet VI, Breguet BUC и Caudron R.11. Всё-таки назначение этих аппаратов – не борьба с самолётами противника, а значит, и требования к ним другие. Таких самолётов было мало: всего 730 по сравнению с 62670 «обычными» истребителями, учтенными при построении диаграммы, и их исключение слабо влияет на результаты.

Истребители начали производиться в заметных количествах в 1915 году. Прежде всего, это знаменитые немецкие самолёты Fokker Eindecker. Менее известны многочисленные британские Airco D.H.2, Vickers F.B.5, RAF F.E.2b, Bristol Scout C.

На Графике 6 представлена доля истребителей среди боевых самолётов. Он подтверждает тезис, что США производством истребителей не занимались.

Таблица и График 6. Доля истребителей среди боевых самолётов по странам и по годам

В 1914-1918 годах производство истребителей в абсолютном исчислении быстро растёт, в 1914-1917 годах растёт и их доля в общем выпуске, что говорит об увеличении роли авиации в военных действиях и возрастающей необходимости как бороться с аэропланами противника, так и защищать свои ударные и разведывательные самолёты.

Россия медленнее остальных европейских стран разворачивала производство этих самолётов, что имело объективные причины: интенсивность воздушных боёв на Восточном фронте была намного ниже, чем на Западном.

Вместе с тем, доля истребителей в общем выпуске в России в 1917 году сравнима с немецкой, а в 1918 году – с немецкой и французской, что показывает, что отставание на графике скорости всех боевых самолётов в эти годы не связано со структурой выпуска.

Теперь обратимся к динамике скоростей истребителей – этот пара метр лучше всего характеризует предельный уровень массовой промышленности: то, чего можно добиться на серийных заводах, если сделать это приоритетной целью. Пропуски в Таблице 7 означают, что в данном году страна истребители не строила.

Таблица и график 7. Рост средневзвешенной скорости истребителей по странам

Коротенькая кривая «скорости истребителей США» проходит достаточно высоко и могла бы свидетельствовать о высоком «предельном» уровне развития авиапромышленности США. Но вот было этих истребителей очень-очень мало: всего 138 за три года. Поэтому какое-то значение приписать этой кривой сложно, она дана только для полноты картины и больше обсуждать её мы не будем.

Провал французской кривой в 1915 году связан с тем, что в 1914 году учтены, в основном, опытные самолёты. А известно, что опытный самолёт всегда легче и быстрее серийного: по результатам испытаний, производства и эксплуатации конструкцию приходится усиливать, устанавливать дополнительное оборудование, а значит – утяжелять. В 1916 г. во Франции, в основном, строились лёгкие, манёвренные, но не особенно скоростные истребители Nieuport, оснащённые маломощными даже для того времени ротативными двигателями Le Rhone по 80-110 л.с. Но тогда этого было достаточно..

Италия построила примерно в 4 раза меньше самолётов, чем Германия и в 5 раз меньше, чем Великобритания или Франция, их скорости всё время находились на мировом уровне. Высокий уровень авиапромышленности Италии доказывает и массовое производство в ней весьма совершенных тяжёлых трёхмоторных бомбардировщиков Капрони.

Как и в случае средней скорости всех боевых самолётов, в 1917 г. скорости немецких истребителей начинают стремительно отставать от аналогичного показателя британских и французских самолётов: разница доходит до 15%. Такой разрыв даёт огромные преимущества в воздухе, прежде всего – возможность навязать бой и выйти из боя.

Интересно, что, как и в последний год Второй Мировой войны, Германия предприняла в 1918 году огромные усилия по улучшению качества истребителей. В 1918 году, например, провели два конкурса конструкций: в январе-феврале и мае-июне, в которых приняли участие практически все крупные немецкие авиастроительные компании. Результат не замедлил сказаться: скорость выросла на 20 км/ч за год, разрыв сократился (в том числе, из-за того, что Великобритания и Франция в условиях завоёванного господства в воздухе не видели, в отличие от немцев, необходимости перенастраивать налаженное производство на выпуск новых типов машин)… но именно сократился. Британские, итальянские и, особенно, французские самолёты по-прежнему были быстрее.

В отличие от предыдущих двух графиков, российская кривая скорости истребителей также показывает отличный рост, по темпу вполне сравнимый с британским и даже превышающий немецкий.

Но «хвост» 1914-1915 года трудно считать значимым: он построен только на основе характеристик 2 и 3 экспериментальных самолётов соответственно (Триплан Безобразова, Канар-2 Шиукова и три предсерийных экземпляра РБВЗ С-16). Серийно истребители в эти годы Россия не выпускала. Вместе с тем, российская кривая идёт с большим отрывом ниже всех остальных. Если страны, занимавшие предпоследнее место, в течение рассматриваемого периода менялись местами, то Россия выступала несгибаемым аутсайдером.

Таким образом, и график скоростей истребителей показывает преимущество качественного уровня стран-союзников, отставание Германии в последние два года войны и очень существенное отставание России.

Возможные причины отставания России

Всё, что написано выше, можно трактовать как «экспериментальную», или, скорее, «наблюдательную» историю. Собраны исторические факты (объём выпуска самолётов и их характеристики) и методами математической обработки получены определённые тренды (динамика роста средневзвешенных скоростей).

Предположения же о возможных причинах отставания России, приведённые ниже, носят в большой степени спекулятивный характер.

Большинство самолётов, выпускаемых в России, было французской конструкции, хотя доля отечественных разработок быстро росла (Таблица 8). Таблица составлена по данным автора, в том числе, с использованием ^[15]. В «отечественные» конструкции, правда, записаны и самолёты завода Лебедева, многие из которых напоминали немецкие «Альбатросы». В любом случае видно, что в потере темпа развития в начале Первой Мировой войны дело не в отставании отечественной конструкторской школы: она просто не могла бы существенно повлиять в 1914-1915 году, так как подавляющая часть выпуска приходилось на самолёты французской конструкции.

Таблица и график 8. Распределение самолётов, построенных в России в 1913-1918 годах, по странам, где была разработана конструкция

Поэтому среди причин я бы, прежде всего, выделил почти полное отсутствие собственного авиационного моторостроения. Проблемы здесь были те же, что и при налаживании производства пулемётов, упомянутых во введении: устаревший станочный парк и не слишком квалифицированная рабочая сила; в результате –низкая точность обработки деталей, недостаточная ни для пулемётов, ни для авиационных моторов. Отсутствовали многие вспомогательные производства: например, все магнето были импортными. Таким образом, речь идёт именно о системном отставании промышленности страны.

В результате моторы приходилось закупать. Шавров пишет ^{[16, стр. 301]} со ссылкой на ЦГВИА и архив А.А. Игнатьева, что союзники поставили в Архангельск около 4000 авиационных моторов – это сравнимо с общим выпуском самолётов в стране.

Прогресс же в авиамоторостроении в те годы шёл исключительно быстро. Если в 1914 г. хорошим двигателем у союзников считался ротативный Gnome Alpha мощностью 80 л.с., то в 1917 г. тон задавали французские Hispano-Suiza и британские Eagle по 220-300 л.с., а в 1918 г. – великолепный американский Packard Liberty 12, развивавший 400 л.с. Самыми же мощными моторами, которые получала Россия, были 220-сильные французские Renault, большинство же импортируемых двигателей имело мощность в диапазоне 80-150 л.с.

Да и те немногочисленные мощные моторы, что имелись, часто использовались нерационально. Например, строительство каждого «Ильи Муромца» требовало четырёх моторов.

В ^{[19, стр. 113]} о боевой работе широко известной Эскадры Воздушных кораблей говорится, что на фронт поступил 51 самолёт такого типа, и до конца 1917 года они совершили около 300 вылетов, сбросив на врага 3000 пудов бомб. Видно, что на один мотор (51*4 = 204) приходится всего полтора боевых вылета и 240 кг сброшенных бомб – столько, сколько поднимал за один вылет в 1915 г. лёгкий бомбардировщик HF.27 с одним (а не с четырьмя) 160-сильным мотором.

Конечно, подобные ошибки при планировании структуры военной авиации совершали и в других странах. Особенно увлекались строительством гигантских бомбардировщиков серий R (Riesenflugzeug, «гигантский самолёт») в Германии. Но для России, в ситуации очень острой нехватки авиамоторов, цена ошибки была особенно велика.

Ещё одна причина качественного отставания: бóльший вес конструкционных материалов. Её не так часто упоминают, поэтому уделим ей немного места.

Согласно Шаврову ^{[16, стр. 298]} русский перкаль (хлопчатобумажная ткань из некручёных нитей, применявшаяся для обтяжки самолётов) был тяжелее французского: 120 г/кв.м. против 106-110 г/кв.м. Разница невелика, но его не хватало, и приходилось применять полульняное и льняное полотно, весившее уже 200 г/кв.м. Один из наиболее массово выпускаемых в России самолётов – Вуазен (более 700 экземпляров, то есть, более 15% общего выпуска) имел площадь крыльев 42 кв.м. Каждое крыло обтягивалось с двух сторон, плюс горизонтальное и вертикальное оперения общей площадью около 15 кв.м., плюс обтяжка гондолы фюзеляжа. В целом уходило до 120 кв.м. ткани, и разница в 80 г на кв.м. давала увеличение веса на 10 кг – примерно на 1% взлётной массы. Тяжелее было и лакокрасочное покрытие.

Тяжелее было и дерево. Если плотность русской сосны равна 500-520 кг/куб.м., то американской – 400-450 кг/куб.м, на 15-20% меньше ^[18]. В Великобритании для ряда деталей использовали очень лёгкую древесину бальсы, плотностью всего 150 кг/куб.м.

При весе планера 250 кг (без двигателя, металлических изделий) более тяжёлое дерево давало прирост массы по сравнению с зарубежными аналогами на 40 кг, обшивка – ещё на 10. Прирост же на 50 кг весьма существенен для лётно-технических данных, особенно, как отмечалось выше, при маломощных двигателях.

В ^{[15, стр. 24]} приведена любопытная таблица: сравнение характеристик серийных истребителей Ньюпор 11 французского производства и российского (московский завод «Дукс»). Вес пустых самолётов, составлял, соответственно, 320 и 350 кг. Кажется, разница невелика, но на такую же величину – 10% - снизились и скорость (165 и 151 км/ч), потолок (5000 и 4500 м), а скороподъёмность у двух самолётов, строящихся по одинаковому проекту и имеющих одинаковые двигатели.

Наверняка, существуют и другие – в том числе, более важные – причины качественного отставания России в самолётостроении в период Первой Мировой войны. Но цель данной статьи, прежде всего, в том, чтобы на обширном собранном количественном материале – данных о выпуске и характеристиках самолётов – показать само наличие такого отставания и то, что развилось оно не в 1917, а, прежде всего, в 1915-1916 годах,

Выводы

Разумеется, авиастроение – только один пример состояния дел в государстве. Государство может успешно развиваться и без авиастроения, но как индикатор этот пример показателен.

Скорость, важнейшая характеристика одного из видов высокотехнологичного оружия – самолётов, росла в России в годы Первой Мировой войны намного медленнее, чем у европейских союзников и противников, и это – индикатор научно-технического отставания страны, причём развилось это отставание задолго до 1917 года.

Надеюсь, что работа внесёт вклад в изучение важного общеисторического вопроса о неизбежности Русских революций 1917 г., а также о причинах этих событий.