Тайны советского самолетостроения

Знаменательным для советской авиации событием стало появление приказа Наркомата авиационной промышленности № 438 «О выпуске моторов М-82 на заводе № 19» от 13 мая 1941 года, изданного после встречи главного конструктора А. Швецова и секретаря Пермского обкома ВКП(б) Н. Гусарова лично с И.В. Сталиным.

Приказ, в частности, предписывал:

«1. Зам. Начальника 3 Главного Управления тов. Степину, директору завода № 19 тов. Кожевникову и главному конструктору завода № 19 тов. Швецову организовать на заводе № 19 производство моторов М-82 со следующими данными:

Взлетная мощность – 1700 л.с. Номинальная мощность на высоте 5400 м – 1330 л.с. Срок службы до первой переборки – не менее 100 часов…

7. Главным конструктором т. т. Микояну, Яковлеву, Сухому и Поликарпову обеспечить установку моторов М-82 на самолетах и начать летные испытания:

а) на самолете МиГ-3–1 июля 1941 года

б) на опытном двухмоторном истребителе конструкции Микояна и Гуревича – 25 сентября 1941 года

в) на самолете Як-3–15 июля 1941 года

г) на самолете Су-2–1 июля 1941 года

д) на опытном истребителе конструкции Поликарпова (И-185) – 15 июня 1941 года

Постановлением от 9 мая 1941 года обязаны: 16. ОТ Б НКВД обеспечить установку моторов М-82 и начать летные испытания на самолете “103” 25 июля 1941 года…»

Двигатель конструкции Швецова М-82 представлял собой модификацию М-81 с уменьшенными габаритами и имевшую мощность 1330 (взлетную 1700) л.с.

Первый И-185 с М-82 был готов уже к 19 июля 1941 года, второй экземпляр И-185М-82 построили в конце лета 1941 года.

По итогам сравнительных испытаний самолетов Як-1 с двигателем М-105ПФ, Ла-5 и И-185 16 ноября 1942 года летчик-испытатель завода № 51 П.Е. Логинов заключал: «… самолет И-185 с мотором М-71 конструкции Н.Н. Поликарпова по своим данным является лучшим современным истребителем».

С 9 декабря 1942 по 12 января 1943 года четыре И-185 (по паре с двигателями М-71 и М-82А) прошли войсковые испытания на Калининском фронте в составе 728-го гвардейского истребительного авиаполка, сформированного в конце 1941 года из летчиков-инструкторов Чугуевского авиационного училища. Хотя летчикам запрещалось вступать в маневренный воздушный бой и пересекать линию фронта, в целом пилотами самолету были даны самые высокие оценки. В январе 1943 года были завершены испытания прототипа И-185 с предсерийным образцом мотора М-71. Вооруженный тремя 20-мм пушками истребитель продемонстрировал скорость у земли 580–600 км/ч, а на высоте 6100 м – 680 км/ч (по некоторым утверждениям, удалось достичь 700 км/ч), высоту 5000 м самолет набирал за 4,7 мин., время виража составляло 22–23 сек., что по комплексу характеристик делало истребитель Поликарпова одним из лучших в мире на текущий момент.

За создание самолета Н. Поликарпов получил Сталинскую премию I степени, однако серийный выпуск И-185 так и не был начат. Началась, по выражению Поликарпова, «мышья беготня около самолета»… Было очевидно, что выпуск И-185 мог быть начат только за счет сокращения или даже прекращения производства самолета другого типа, что не устраивало ни авиационное руководство, ни руководителей других КБ. Сыграла, очевидно, свою роль и катастрофа 5 апреля 1943 года из-за отказа двигателя (погиб летчик-испытатель В.А. Степачонок) – двигатель М-71 продолжал вызывать нарекания.

Распространено мнение, что вместо ожидания М-71 Поликарпов уже в 1941 году мог бы начать выпуск своего самолета с двигателем М-82. Однако М-82 был разработан в инициативном порядке и прошел 50-часовые испытания только в апреле 1941 года – даже на месяц позже, чем М-71, поэтому неудивительно, что из двух моторов, находящихся на примерно одинаковой стадии подготовки, Поликарпов выбрал более перспективный. Что же касается выпуска И-185М-82 в 1943 году, следует учесть, что хотя самолет показал более высокие характеристики, чем его основной конкурент Ла-5, и имел более мощное вооружение, на первом этапе испытаний Лавочкину удалось добиться лучших показателей, чем Поликарпову.

В то же время следует принимать во внимание, что освоение промышленностью нового типа действительно неминуемо повлекло бы снижение темпов общего выпуска, что для советского руководства было совершенно неприемлемо. Кроме того, истребитель Лавочкина, по сути, представлял собой серийный планер ЛаГГ с новым двигателем, а И-185 являлся опытным самолетом с высоким качеством изготовления, которое не могло быть выдержано при серийном выпуске. К тому же И-185, имевший смешанную конструкцию, нуждался в еще дефицитном на тот момент дюралюминии.

Были ли сделаны все доводки мотора М-71, с которым И-185 имел бы подавляющее преимущество перед абсолютным большинством современных ему истребителей? (К слову, на М-71 рассчитывал и П. Сухой, планировавший установить этот мотор на свой штурмовик Су-6.) Примеры сложных в освоении двигателей уже имелись – в частности тот же М-88. Не менее проблемным был, например, двигатель Климова М-107 (ВК-107), который, несмотря на множество недостатков и ресурс всего в 25 часов, был запущен в серию и устанавливался на истребители Яковлева. Однако, с другой стороны, даже если бы М-71 был бы запущен в серию – возникла бы необходимость поиска дополнительных производственных мощностей для серийного выпуска не только самолета, но и мотора. В этом случае, видимо, также пришлось бы выбирать между М-82 (и соответственно Ла-5) и моторами Климова и истребителями Як. Так или иначе, доклад наркома Шахурина от 23 июля 1942 года гласил: «В связи с начавшимся, согласно решению ГОКО, серийным выпуском самолетов ЛаГГ-5 с мотором М-82 на заводе № 21, в данное время отпадает целесообразность внедрения в серию не только самолета И-185 с М-82, но и самолета И-185 с М-71».

Одним из последних истребителей, разработанных под руководством Н. Поликарпова, стал ИТП – истребитель тяжелый пушечный, при создании которого был учтен опыт постройки И-17 и И-200. Самолет предназначался как для борьбы с самолетами – в том числе бомбардировщиками противника, так и для уничтожения наземной техники, включая легкобронированную. В состав вооружения входила стреляющая через вал винта 37-мм пушка Шпитального Ш-37 с боекомплектом 50 снарядов и две синхронные 20-мм пушки ШВАК с боезапасом по 200 на ствол.

Расчетная максимальная скорость составляла 670 км/ч на высоте 7400 м с двигателем АМ-37П или 570 км/ч на высоте 5000 м с двигателем М-105П, дальность – до 1500 км.

Однако в очередной раз запланированный для установки мотор отсутствовал, и первый полет самолет совершил 23 февраля 1942 года с мотором М-107, который хотя тоже являлся опытным, но по крайней мере позволял хоть и с оговорками, приступить к испытаниям.

В связи с неустойчивой работой мотора второй опытный экземпляр оснастили двигателем АМ-37, затем АМ-39, с которым в процессе испытательных полетов к лету 1944 года удалось достичь скорости 570 км/ч на высоте 2500 м (на форсаже – 650 км/ч). При этом опытная машина несла только три синхронные 20-мм пушки.

Однако полученные результаты уступали расчетным, к тому же к этому времени уже серийно выпускались новые модификации истребителя Яковлева, в том числе с усиленным вооружением, и продолжать работу над ИТП сочли нецелесообразным.

Осенью 1943 года конструкторское бюро Поликарпова занялось и решением задачи создания высотного перехватчика (ВП). Конструкция неоднократно пересматривалась в связи с заменой предполагаемого двигателя с М-71 на АМ-39А с турбокомпрессором ТК-300, затем под АМ-39Б с ТК-3 и окончательно под АМ-39Б с ТК-300Б. Согласно расчетам, скорость перехватчика должна была иметь значение 586 км/ч у земли и до 680 км/ч на высоте на высоте 13 000 м, потолок более 14 500 метров и время набора высоты 14 000 м 18 мин. Работа над проектом была прекращена в сентябре 1944 года – вскоре после смерти Н. Поликарпова.

К числу малоизвестных нереализованных проектов Н. Поликарпова относится и высотный ракетный перехватчик «Малютка».

Рабочим телом жидкостного реактивного двигателя (ЖРД) с максимальной тягой 1400 кг и номинальной тягой 1100 кг служил керосин, окислителем азотная кислота.

Расчетное время набора высоты 5000 м равнялось одной минуте, высоту 15 000 м перехватчик должен был набирать за 2,5 минуты, при этом максимальный потолок предполагался в 16 000 м, а скорость 890 км/ч у земли и 845 км/ч на высоте 15 000 м. Длительность полета после набора высоты 15 000 м должна была составлять одну минуту на максимальной тяге или девять минут на минимальной. Разработка темы была прекращена уже в 1945 году.

Несмотря на статус «короля истребителей 30-х годов», в биографии Н.Н. Поликарпова оказалось достаточно непростых страниц – арест, потери ведущих сотрудников, непостоянство производственной базы, разочарования, связанные с наиболее перспективными проектами… Не исключено, что и все эти обстоятельства пагубно сказались на здоровье конструктора. 30 июля 1944 года Николай Николаевич Поликарпов скончался от рака желудка.

Хотя истребители Поликарпова и не принимали участия в боях на заключительном этапе войны, именно на его машинах советские летчики впервые поднимались в небо и встретили первый удар врага. Огромную роль как в качестве вспомогательных, так и боевых машин сыграли и поликарповские бипланы У-2. Кроме того, выдающийся советский конструктор внес значительный вклад в разработку новых методик проектирования, постройки и испытания опытных машин. В числе успешно решенных им задача, в частности, числится: создание первого в СССР истребителя-моноплана; применение на серийном истребителе убирающегося в полете шасси; разработка и освоение в серийном производстве сбрасываемых в полете бензобаков из недефицитных материалов; создание первой в мире скрытой в фюзеляже антенны для истребителя И-185; на истребителях Поликарпова впервые в СССР были установлены пушки, стреляющие через полый вал редуктора мотора жидкостного охлаждения, и впервые в мире – синхронные авиационные пушки.

Андрей Николаевич Туполев

Одним из наиболее многочисленных и плодовитых конструкторских коллективов 30-х годов руководил А.Н. Туполев.

Андрей Николаевич Туполев родился в 1888 году в семье выходца из казацкого рода и дочери судебного следователя. После окончания гимназии Андрей Туполев подал заявления и был принят сразу в два учебных заведения: Императорское Московское техническое училище (ИМТУ) и Институт инженеров железнодорожного транспорта, выбрав для обучения ИМТУ.

В 1909 году в ИМТУ появилась новая дисциплина – аэродинамика, курс которой читал Николай Егорович Жуковский. В апреле 1910 года в ИМТУ состоялась воздухоплавательная выставка, среди экспонатов которой была и одна из первых аэродинамических труб, спроектированная и построенная А. Туполевым.

Хотя А. Туполев не принимал особо активного участия в революционной деятельности, тем не менее за причастность к студенческим волнениям 14 марта 1911 года он был арестован и впоследствии выслан на родину – на хутор Пустомазово. Вернуться к учебе Туполеву удалось лишь в 1914 году.

В 1918 году Н.Е. Жуковским на базе Аэродинамической лаборатории МВТУ и Авиационного расчётно-испытательного бюро был основан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), на многие десятилетия ставший основной научной базой советского авиастроения. В 1921 году А. Туполев становится заместителем Жуковского, а в октябре 1922 года возглавляет комиссию по постройке металлических самолётов при ЦАГИ. 22 октября 1922 года впоследствии было признано официальной датой создания опытного КБ Туполева. В 1936 году А.Н. Туполев назначается также первым заместителем начальника и главным инженером Главного управления авиационной промышленности Наркомтяжпрома, одновременно возглавляя выделенное из системы ЦАГИ конструкторское бюро вместе с созданным в 1922 году заводом опытных конструкций (ЗОК), позже переименованным в завод № 156 в системе НКТП, а затем в НКАП (Народный комиссариат авиационной промышленности).

Под руководством А.Н. Туполева была внедрена технология крупносерийного производства как лёгких, так тяжёлых металлических самолётов. К 1935 году в структуре КБ созданием самолетов различного назначения – военных, гражданских, а также специальных рекордных – занимался ряд отдельных подразделений КБ. Бригады, осуществлявшие проектирование самолетов под маркой АНТ, возглавляли инженеры, известные впоследствии как выдающиеся самостоятельные конструкторы: В.М. Петляков, И.И. Погосский, А.П. Голубков, П.О. Сухой, А.А. Архангельский, В.М. Мясищев.

Отдельным направлением деятельности КБ было создание торпедных катеров. С 1929 по 1933 год серийно строились катера серии Ш-4 (ГАНТ-4), а с 1933 по 1944 год принимавшие активное участие в боевых действиях Великой Отечественной войны глиссирующие катера Г-5 (ГАНТ-5), несущие две 533-мм торпеды. Хотя имевший «авиационное» происхождение катер обладал рядом недостатков, он тем не менее стал самым массовым в своем классе – было выпущено около 330 единиц. Помимо основного предназначения, Г-5 использовались в качестве плавсредства для высадки десантов, эвакуации раненых, эскортирования транспортов. Часть катеров была оборудована пусковыми установками 82-мм реактивных снарядов РС-8.

Но «морская» тематика была все же второстепенной по сравнению с созданием новых типов авиационной техники, среди которых особое место занимали тяжелые многомоторные машины. Еще во второй половине 1925 года был создан первый в мире цельнометаллический двухмоторный бомбардировщик АНТ-4 (ТБ-1). В биографии этой машины много примечательных страниц – первые опыты дозаправки в воздухе, использование в качестве авиаматки-звена, участие в операции по спасению экипажа и пассажиров затертого льдами ледокола «Челюскин», межконтинентальный перелет с промежуточными посадками в США протяженностью более 22 тысяч километров. Отдельные экземпляры ТБ-1 оставались в летном состоянии в ВВС и ГФВ и к лету 1941 года, но основным тяжелым бомбардировщиком ВВС РККА к началу войны оказался четырехмоторный АНТ-6, или ТБ-3.

Уникальная для своего времени машина была создана бригадой В. Петлякова под руководством А. Туполева еще в 1930 году, а в 1932-м был начат её серийный выпуск. Один из самых больших в мире на тот момент самолет был способен поднимать до двух тонн бомбовой нагрузки – правда, вся она размещалась на внешней подвеске. Однако к началу 1940-х годов бомбардировщик с неубирающимся шасси и гофрированной обшивкой, летавший со скоростью до 300 (в позднем варианте ТБ-3РН – до 380) км/ч, не имеющий бронирования и вооруженный всего четырьмя пулеметами калибра 7,62 мм, уже явно устарел, что проявилось уже в ходе Зимней войны против Финляндии. Тем не менее на 22 июня 1941 года в строю все еще оставалось более 500 ТБ-3.

Уже в первые же дни войны с Германией ТБ-3 наносили удары по целям за линией фронта. Однако нехватка фронтовой авиации вынуждала использовать тяжелые бомбардировщики в тактических целях, для чего тяжелая, неповоротливая и слабовооруженная машина была откровенно не приспособлена. Подобные действия, к тому же без истребительного прикрытия, приводили к многочисленным потерям. Но в качестве ночных бомбардировщиков подразделения, оснащенные ТБ-3, к тому же, как правило, укомплектованные летчиками достаточно высокой квалификации, действовали сравнительно успешно вплоть до 1943 года. Кроме выполнений функций собственно бомбардировщика, ТБ-3 широко использовались для перевозок грузов и выброски десанта.

Использовался тяжелый бомбардировщик и более необычными способами. После начала войны были предприняты попытки практической реализации ряда идей, экспериментально отрабатывавшихся еще задолго до войны. Так, в составе 4 бап была создана Особая группа, предназначенная для применения ТБ-3 в качестве «летающих бомб», управляемых самолетом-наводчиком с помощью разрабатывавшейся в 30-х годах под руководством В. Бекаури[6 - Владимир Иванович Бекаури (1882–1938) – руководитель созданного в 1921 году Остехбюро (Особое техническое бюро по военным изобретениям специального назначения), предназначенного для разработок «в области авиации, телемеханики, радиосвязи и вооружения Военно-морских сил». Особое внимание уделялось созданию дистанционно управляемых видов оружия, от радиоуправляемых мин до «телетанков» и телеуправляемых самолетов. Примечательно, что изначально именно по заказу Остехбюро разрабатывался и АНТ-4. В 1937 году В. Бекаури был арестован и 8 февраля 1938 года расстрелян по обвинению в шпионаже. Реабилитирован посмертно в 1956 году.] системы «телемеханического самолета» ТМС. Однако две попытки боевого применения – нанесения ударов по мосту через Волгу в районе Калинина и по железнодорожному узлу Вязьма – окончились неудачей. В первом случае старт самолета не состоялся, а во втором ТБ-3, оставленный экипажем, «отказался» подчиняться радиокомандам.

Более успешным стало применение «звена Вахмистрова», предназначенного для уничтожения малоразмерных наземных целей.

Эксперименты по использованию тяжелого бомбардировщика в качестве воздушного авианосца для двух, трех и даже пяти истребителей проводились в СССР по инициативе инженера Владимира Вахмистрова с использованием самолета ТБ-1 с начала 30-х годов. Получившее практическое применение с началом войны «Звено СПБ» (составной пикирующий бомбардировщик) представляло собой бомбардировщик ТБ-3 и пару подвешенных под его крыльями истребителей И-16, оснащенных двумя бомбами ФАБ-250 каждый. При выходе на цель истребители отцеплялись от бомбардировщика-авиаматки, производили бомбометание с пикирования и уже самостоятельно возвращались на свой аэродром.

Созданная к осени 1941 года эскадрилья в составе 5 авиаматок СПБ совершила за период с конца 1941 по середину 1942 года 31 успешный боевой вылет. В частности, 13 августа 1941 года была произведена успешная бомбардировка Чернаводского моста через Дунай, в результате чего был поврежден трубопровод Плоешти – Констанца, через который осуществлялись поставки топлива для вермахта.

Популярный в 30-х годах лозунг «Быстрее! Выше! Сильнее!» в советском авиастроении обернулся чрезмерным увлечением проектированием сверхтяжелых по меркам того времени машин. Вдохновленные созданием ТБ-3 конструкторы КБ Туполева продолжали развивать схему ТБ-1, увеличивая габариты планера, число и мощность двигателей. Следующим проектом стал шестимоторный АНТ-16 (ТБ-4), причем четыре двигателя располагалось на крыле и два – в спарке над фюзеляжем. Самолет должен был поднимать более 11 тонн бомб, однако результаты испытаний построенного в 1933 году опытного образца оказались неудовлетворительными.

Трагичной оказалась судьба восьмимоторного гиганта АНТ-20, получившего собственное имя «Максим Горький». Как и у АНТ-16, два мотора М-34ФРН мощностью по 900 л.с. в дополнение к шести установленным в крыльях располагались в спарке над фюзеляжем. Самолет взлетной массой 42 тонны, с размахом крыльев 63 метра был построен в качестве воздушного агитационного пункта и имел на борту фотолабораторию, ретрансляционную установку, киноустановку и даже помещение для типографии, при этом мог принимать на борт до 48 пассажиров. Огромные размеры позволяли использовать для размещения пассажиров и служебных помещений полезной нагрузки даже пространство в центральной части крыла, имевшего толщину более двух метров. Одновременно это давало бортмеханикам возможность доступа к двигателям для устранения неисправностей прямо в полете.

В будущем рассматривалась возможность строительства самолета и в качестве тяжелого бомбардировщика. Однако менее чем через год после первого полета «Максим Горький» потерпел катастрофу. 18 мая 1935 года руководством ЦАГИ были организованы «прогулочные» полеты. На борт АНТ-20 поднялись 38 человек, в том числе 7 детей, – сотрудников завода ЦАГИ и членов их семей. Во время полета по так и оставшимся невыясненными причинам пилотировавший сопровождающий летающий гигант истребитель И-5 летчик-испытатель ЦАГИ Н. Благин начал выполнять вблизи «Максима Горького» фигуры высшего пилотажа[7 - По одной из версий, Благин выполнял пилотаж вокруг АНТ-20 по просьбе кинооператоров, осуществлявших съемку в воздухе с борта сопровождавшего полет самолета Р-5.] и врезался в его крыло. Оба самолета рухнули на землю. Все находившиеся на борту погибли.

Не был реализован и еще более грандиозный проект двенадцатимоторного гиганта ТБ-6 (АНТ-26). Предполагалось установить восемь двигателей в крыле и четыре в двух тандемных установках над крылом. Самолет со взлетной массой свыше 70 тонн и размахом крыла 95 метров должен был способен поднимать до 15 тонн бомб, иметь максимальную скорость 250 км/ч и дальность 3300 км. Экипаж составлял 17 человек, оборонительное вооружение должно было включать в себя три 20-мм и одну 37-мм пушки, один пулемет ДА, четыре пулемета ШКАС и три крупнокалиберных пулемета ШВАК. Однако сроки постройки задуманного еще в 1931 году самолета постоянно сдвигались, уже в июле 1934-го работы по проекту были сперва заморожены, а затем и вовсе прекращены.

В 1935 году была предпринята попытка возрождения программы АНТ-20. АНТ-20бис вместо восьми оснащался шестью более мощными 1000-сильными моторами М-34ФРНВ – от надфюзеляжной спарки отказались. Предлагалось построить 16 самолетов для гражданского флота вместимостью свыше 60 пассажиров (хотя экономическая целесообразность наличия такого числа тяжелых самолетов в 30-х годах вызывает большие сомнения). Одновременно в 1936 году было утверждено и задание на создание военного варианта АНТ-20бис, который мог бы использоваться в качестве как дальнего бомбардировщика и военно-транспортного самолета. Заданием предусматривалась максимальная скорость 250–275 км/ч, потолок 6000 м и дальность 3000 км (с бомбовой нагрузкой 4000 кг бомб – 1500 км). Предполагалось несколько вариантов загрузки: 16 бомб по 250 кг; восемь по 500 кг; четыре по 1000 кг; две по 2000 кг. Экипаж должен был состоять из 12 человек, вооружение – включать пять 20-мм пушек ШВАК (в том числе две в спаренной установке в носу самолета) и четыре 7,62-мм пулемета ЩКАС.