XP-5/G (43-43335) походил на XP-51F, по оснащался двигателем Rolls-Royce RM. 14.SM и пятилопастным винтом.
Пикирование
Истребители «Мустанг» с двигателями Allison имели ограничение на скорость пикирования 812 км/ч по прибору. В пикировании самолеты вели себя уверенно, лишь незначительно теряя в устойчивости. Среди всех американских истребителей того периода, «Мустанги» обладали наилучшими характеристиками в этом режиме полета. Это определялось хорошей аэродинамикой машины, современным двигателем и эффективностью винта с тремя узкими лопастями. Максимальная скорость вращения двигателя в пике достигала 3120 об./мин. Для выхода из пике не требовалось прикладывать значительных усилий к рулям, не требовалось и изменять положение триммеров на руле высоты. Отмечалось несколько случаев разрушения самолета в воздухе из-за слишком резкого выхода из пике.
«Мустанги» с двигателями Merlin были заметно тяжелее и оснащались винтами с четырьмя широкими лопастями. Поэтому у Р-51В и Р-51С при пикировании заметно ухудшалась устойчивость. Нагрузка на педали падала, и, если пилот не действовал рулем направления, то самолет начинал крутить бочку и сваливался в неконтролируемый штопор. В этой ситуации несколько самолетов потеряли хвостовое оперение.
Ранние P-51D отличались еще большей рыскучестью в пикировании. После того, как перед хвостовым оперением установили дополнительный стабилизатор и изменили балансировку руля направления, устойчивость самолета заметно улучшилась.
Некоторые пилоты Р-51В/С умело пользовались особенностями «Мустангов» во время воздушного боя. Входя в бочку во время пикирования, пилотам удавалось оторваться от севшего на хвост противника.
На самолетах Р-51В, D и К имелся дополнительный бензобак, расположенный за креслом пилота. Из-за бака самолет еще сильнее терял устойчивость по курсу, особенно когда баки были почти полными. Центр тяжести смещался слишком сильно к хвосту. Нестабильность была особенно опасна в пикировании. Ослабленная нагрузка на рули приводила к тому, что неопытные пилоты часто слишком резко выводили машину из пике. При этом из-за перегрузок разрушались крылья. В такую ситуацию попадали даже опытные пилоты, которые прежде летали на старых модификациях «Мустанга». Чтобы исключить возможность таких происшествий к штурвалу прикрепили утяжелитель массой 5,5 кг (12 фунтов). В результате удалось добиться приемлемой устойчивости в том случае, если в баке за креслом пилота было не более 133 л (35 галлонов) топлива.
Поскольку конструкцию самолета пришлось усилить, поздние P-51D были заметно тяжелее машин первых производственных серий. С полным баком самолет имел допустимый предел перегрузок 6,3 g, а перегрузка на разрушение составляла 9,5 g. Максимальную скорость пикирования ограничили 813 км/ч по прибору на высоте до 2750 м и 867 км/ч (0,81 М) на высоте 10650 м. Допустимые обороты двигателя в пикировании ограничивались величиной 3300 об./мин. Оптимальная скорость пикирования для Р-5ID лежала в пределах 0,72…0,74 М. При пикировании самолет имел тенденцию сваливаться на нос, и тенденция эта была пропорциональна скорости пикирования. Последовательность действий при выходе из пике предусматривала уменьшение оборотов двигателя и плавного перевода машины в горизонтальный полет, насколько это позволяла высота. Пользоваться триммером руля высоты при этом было не нужно.
В июле 1944 года на базе в Райт-Филде пилоты-испытатели оценивали поведение в пикировании «Мустанга», оснащенного двигателем «Merlin». Было проведено несколько пикирований с высоты 10650 м. На опытном самолете был установлен махометр. Задачей испытаний было оценить влияние воздушных потоков на рули и выяснить опасность вибрации при скоростях более 0,74 М. Первые полеты выявили серьезные нарушения устойчивости машины уже при скорости 0,75 М. В испытаниях участвовали трое пилотов. Самолет разгоняли до скорости 0,77, 0,79, 0,81 и 0,83 М (974 км/ч). С ростом скорости устойчивость самолета ухудшалась, но он все же слушался рулей. При скорости 0,83 М появилась столь сильная вибрация, что самолет после посадки пришлось списать как не подлежащий ремонту. Многие несущие узлы машины обнаружили явные признаки усталости металла.
При скоростях выше 724 км/ч по прибору Р-51 с двигателем Merlin имел тенденцию к «галопированию», подобную «галопированию» гидропланов. Причиной явления была матерчатая обшивка рулей. Пузырение ткани имитировало осцилляцию рулей высоты. Чтобы устранить это явление на самолетах P-51D-30 установили цельнометаллические рули. Новые рули получали также самолеты, направленные в ремонт. Но с новыми рулями самолет стал еще сильнее сваливаться на нос при пикировании. После того, как угол горизонтального оперения уменьшили с 1,5 гр до 1гр, устойчивость самолета улучшилась.
Три снимка XP-51G (43-43335) с двигателем Rolls-Royce RM.14.SM. Пятилопастный винт уступал по эффективности трехлопастному.
Маневренность
Маневренность «Мустангов» с двигателями Allison оценивалась как отличная. Самолет совершал все фигуры высшего пилотажа. Единственное исключение составлял длительный полет вниз кабиной. В таком положении самолет мог лететь не больше 10 секунд, иначе нарушалась работа карбюратора. Поскольку первые модификации были легче позднейших, самолет допускал перегрузки до 8 g, а перегрузки на разрушение составляли 12 g. Это позволяло совершать на самолете резкие маневры во время воздушного боя. Самолет сохранял курс даже если пилот выпускал штурвал из рук. Динамическую устойчивость оценивали как удовлетворительную. Нагрузка на штурвал и педали были пропорциональны скорости самолета. Пилотам нравились эти машины. Кроме хорошей скорости на малых и средних высотах истребители отличались эргономичностью — от пилота не требовалось больших физических усилий. Один из пилотов отозвался о самолете, как о самом удобном из всех, на которых он когда-либо летал. Однако рули допускали слишком резкие маневры, которые могли привести к разрушению машины в воздухе, что иногда и случалось.
«Мустанг» с легкостью выполнял маневры с перегрузкой до 8 g. Это, а также хорошая скороподъемность машины позволяла делать развороты без потери высоты. При развороте самолет отлично слушался рулей, реагируя даже на слабые движения штурвала. Для ХР-51 усилие на штурвале составляло 3,8 кг на каждый 1 g перегрузки.
Поведение самолетов, оснащенных двигателями Merlin охарактеризовать труднее. Продольная устойчивость самолета определялась объемом топлива, находившемся в баке за креслом пилота. При большой перегрузке самолета (бомбы, подвесные топливные баки) резко падала нагрузка на рули. Неопытные пилоты в такой ситуации добавляли газа, опасаясь, что самолет потеряет управление. Однако увеличение скорости могло привести к повреждению крыльев. Развороты на скорости более 400 км/ч или с перегрузкой более 4 g также грозили повреждением машины. Более опытные пилоты старались в такой ситуации уменьшить скорость, часто сваливаясь в штопор. После того, как штурвал утяжелили, проблему с усилием удалось частично решить, хотя полностью устранить все опасности не получилось. Тем не менее, самолеты, оснащенные двигателями Merlin, сохранили хорошие пилотажные качества, описанные выше. Созванная в 1944 году комиссия, оценившая дальнейшее развитие конструкции Р-51, отозвалась о «Мустанге» как о хорошем истребителе.
