История самолетов СССР: часть 2
В первой части истории создания советских самолетов мы начали длинный рассказ о авиации СССР. Давайте продолжим:
Усиление вооружения (тяжёлые пулемёты и лёгкие пушки) на самолётах стало следствием роста скоростей, при которых время для обстрела вражеского самолёта резко сократилось, а также появления более прочных металлических конструкций самолётов, бронезащиты пилота и протектированных топливных баков. Протектирование баков, а также практика их заполнения инертными газами стали одними из средств повышения живучести самолёта. В состав баков входил резиновый слой, который расширялся при пробитии бака и препятствовал вытеканию горючего и его возгоранию. Кроме того, советская военная доктрина отдавала предпочтение авиационным пушкам как эффективному средству борьбы с бомбардировщиками и наземными целями противника. Первый случай применения советских 20-мм пушек ШВАК был зафиксирован в конфликте на реке Халхин-Гол летом 1939 года.
Небольшие размеры и чистота форм позволяли бомбардировщику развивать скорость до 540 км/ч. Вместе с тем, самолет имел ряд слабых мест, доставшихся Пе-2 от его "истребительного" прототипа. Из-за узкого фюзеляжа бомбоотсек вмещал только бомбы весом до 100 кг, более крупные бомбы приходилось размещать на внешней подвеске. Нормальная бомбовая нагрузка составляла всего 600 кг, при этом дальность полета не превышала 1300 км.
Этих недостатков был лишен пикирующий бомбардировщик Ту-2, принятый на вооружение в 1942 г. При близкими к Пе-2 компоновочной схеме и максимальной скорости он обладал почти вдвое большими бомбовой нагрузкой и дальностью полета, мог нести в фюзеляже крупнокалиберные бомбы, имел более мощное стрелковое вооружение. Эти преимущества объясняются тем, что Ту-2 изначально создавался в качестве бомбардировщика и имел большие размеры и значительно более емкий фюзеляж.
Долгое время в Советском Союзе делалась ставка на нанесение мощного удара по территории агрессора при помощи бомбардировочной авиации. В 1937 году бомбардировщик был самым распространённым типом самолёта в ВВС РККА. Из 8139 находившихся на вооружении самолётов истребители составляли всего 2225, бомбардировщики — 2443. Однако с началом Второй мировой войны советское руководство бросило все силы на усиление истребительной авиации. К сожалению, советские самолётостроители по прежнему отставали от Англии, Германии и США в разработке и производстве авиадвигателей. Качественное моторостроение требует специальной стали и сплавов, а также высокоточных металлообрабатывающих станков и культуры производства, которыми промышленность СССР на тот момент в полной мере ещё не располагала. Проблема создания нового истребителя стояла так остро, что в разработке новых образцов истребителей приняло участие 12 конструкторских коллективов.
Бомбардировщики СССР
Одномоторные бомбардировщики представляли собой монопланы с экипажем 2-3 человека и бомбовой нагрузкой 500-900 кг. Взлетный вес этих машин находился в диапазоне 4-7 т, максимальная скорость полета – 400-500 км/ч. Немецкие и английские легкие бомбардировщики были снабжены двигателями водяного охлаждения, остальные – двигателями воздушного охлаждения. Последнее представляется более оправданным, т.к. скорости самолетов были сравнительно невелики, и большее лобовое сопротивление звездообразного двигателя не имело особого значения, зато боевая живучесть такого типа силовой установки намного выше.
До войны боевую нагрузку (бомбы или торпеды) обычно подвешивали под фюзеляжем или крылом. Это, однако, сильно увеличивало сопротивление и снижало скорость и дальность полета. Поэтому на новых типах машин, появившихся в годы войны, стали делать внутренний бомбоотсек. Пришлось отказаться от применения низкорасположенного крыла с неразрезными лонжеронами и приподнять крыло вверх, освободив нижнюю часть фюзеляжа под бомболюк.
В 1940 году на вооружение советских военно-воздушных сил поступили три новых истребителя: Як-1, ЛаГГ-3 и МиГ-3. Все они представляли собой одноместные скоростные монопланы с двигателями водяного охлаждения. Як-1 Александра Яковлева был самым лёгким и имел смешанную конструкцию. Фюзеляж состоял из сварных хромансилевых труб с дюралюминиевой (а за кабиной — с полотняной) обшивкой. Для экономии крыло сделали неразъёмным, что создавало проблемы при транспортировке. ЛаГГ-3 Лавочкина, Горбунова и Гудкова, достаточно живучий и в первых сериях мощно вооружённый, получился перетяжелённым из-за использования в конструкции дельта-древесины вместо дефицитного дюралюминия, что негативно сказывалось на скороподъёмности и маневренности истребителя. На нём, как и на Як-1, стоял двигатель М-105П (глубокая модернизация двигателя М-100 или лицензионного французского двигателя Hispano-Suiza 12Y). Более мощных моторов с водяным охлаждением на тот момент в СССР не существовало.
Третьим и самым массовым типом нового советского истребителя стал МиГ-3. Самолёт проектировался как высотный истребитель-перехватчик, на котором устанавливался двигатель АМ-35, снабжённый нагнетателем. В предвоенные годы существовала теория о том, что воздушные бои будут вестись на больших высотах. Реальность оказалась несколько иной, и основные воздушные схватки Великой Отечественной войны проходили на высотах до 4500 метров. По этой причине МиГ-3, демонстрировавший рекордную скорость в 640 км/ч на высоте более 7000 метров, оказывался весьма посредственной машиной у земли.
Советские истребители Второй мировой войны
Основными типами вооружения советских истребителей во Второй мировой войне стали 7,62-мм пулемёты ШКАС и дополнявшие или заменявшие их 20-мм пушки ШВАК и 12,7-мм пулемёты УБС, реже 23-мм пушки ВЯ, 37-мм НС и даже 45-мм НС. Практически всегда вооружение советских истребителей было синхронным, то есть стреляло через вращающийся винт или устанавливалось в развале цилиндров двигателя и стреляло через полый вал винта.
Затем пальма первенства в сфере палубной бомбардировочной авиации перешла к США. Американские одномоторные палубные бомбардировщики превосходили японские по боевой живучести, величине бомбовой нагрузки, силе оборонительного вооружения. Обладая значительно большими производственными возможностями, США за годы войны сумели построить около 15 тысяч таких самолетов – почти в 3 раза больше, чем Япония.
Одним из лучших палубных пикирующих бомбардировщиков военного времени являлся Кертисс SB2C "Хеллдайвер". Это был двухместный самолет с двигателем Райт "Циклон" мощностью 1700 л.с., обеспечивающим ему на высоте 5 км скорость 450 км/ч. Во внутреннем бомбоотсеке можно было разместить 900 кг бомб, дальность полета составляла 1750 км. Необычной конструкцией отличались аэродинамические тормоза для ограничения скорости пикирования. Они были выполнены в виде расщепляющегося вверх и вниз перфорированного щитка на задней кромке крыла. При посадке это устройство служило в качестве закрылка, при этом створки щитка отклонялись только вниз. За годы войны авиазаводы США и Каналы построили 7200 "Хеллдайверов".
Начиная с 1942 года на смену советским истребителям, принятым на вооружение в 1940 году, начинают приходить их улучшенные модификации, с которыми советские пилоты позже сумеют завоевать превосходство в воздухе и выиграть войну. ЛаГГ-3 породил семейство Ла-5, Ла-5Ф, Ла-5ФН и Ла-7, основным отличием которых от первоначальной модели стали более мощные двухрядные двигатели воздушного охлаждения М-82, М-82Ф и М-82ФН. Все они вели свою родословную от лицензионного американского двигателя Wright R-1820-F3. За Як-1 последовали более совершенные Як-7, Як-3 и Як-9. Модификация Як-3 с двигателем ВК-108 (один опытный образец) стала самым быстрым советским поршневым истребителем, показав на испытаниях скорость 745 км/ч.
Максимальная мощность истребителей во всех странах за годы войны возросла в среднем почти в два раза. В первую очередь это было достигнуто за счёт двух факторов: увеличения мощности двигателей и усовершенствования аэродинамики. Второй фактор являлся более важным, так как повышение мощности вызывало увеличение веса и расхода топлива. Улучшение формы несло куда большую выгоду. Проблема заключалась в том, что к началу Второй мировой войны внешняя форма летательных аппаратов, рассчитанных на скорость 500—600 км/ч, приближалась к совершенству. Поэтому большое значение приобрели мелкие аэродинамические усовершенствования, заключавшиеся в устранении или улучшении формы небольших выступающих в поток деталей, улучшенной внутренней герметизации планера и т. д. Сами по себе отдельные доработки приводили к минимальному эффекту, однако в сумме они приносили серьёзное улучшение аэродинамики и, как следствие, улучшение лётных характеристик.
Тщательное усовершенствование серийного самолёта нередко давало больший результат, чем разработка новой машины. Доработки, произведённые в 1942 году на истребителе Лa-5, имели следующий эффект: за счёт улучшения внутренней герметизации (капот, противопожарная перегородка и др.) скорость машины возросла на 12,1 км/ч, внешней герметизации (швы капота, створки и т. д.) — на 11,7 км/ч, закрытия ниш шасси — на 6,2 км/ч, усовершенствования формы фонаря кабины — на 2,7 км/ч, уменьшения щелей на органах управления — на 2,3 км/ч; итого удалось добиться увеличения скорости на 35 км/ч.
В 1941 году советская бомбардировочная авиация считалось одной из самых многочисленных в мире. Основными типами самолётов были двухмоторные СБ (4607 единиц) и ДБ-3Ф (1622 единицы). В ходе войны самым массовым бомбардировщиком стал фронтовой пикировщик Пе-2 Владимира Петлякова. Изначально он проектировался как двухмоторный высотный истребитель «100» с герметизированной кабиной и турбокомпрессорами двигателей, но после знакомства советских специалистов с немецкой авиатехникой накануне войны выяснилось, что на вооружении люфтваффе отсутствуют дальние высотные бомбардировщики. Гермокабину и турбокомпресоры сняли, в фюзеляже оборудовали бомбоотсек и усилили оборонительное вооружение. Для увеличения боевой живучести гидравлические системы на Пе-2 были заменены разнообразным электрооборудованием. Пе-2 имел автоматически отклоняемые решётки для облегчения вывода машины из пикирования. К сожалению, автомат вывода из пикирования на серийных машинах не ставился, ввиду сложности его производства. Небольшие размеры и хорошая аэродинамика позволяли бомбардировщику развивать скорость до 540 км/ч. Среди недостатков, полученных Пе-2 в наследство от его «истребительного» прототипа, стоит отметить узкий фюзеляж, из-за чего в бомбоотсек не помещались бомбы весом более 100 кг — их приходилось размещать на внешней подвеске. Нормальная бомбовая нагрузка составляла всего 600 кг, а дальность полета не превышала 1300 километров.
Пикирующий бомбардировщик Ту-2, принятый на вооружение в 1942 году, изначально создавался в качестве бомбардировщика и имел более совершенную конструкцию. По схеме и максимальной скорости он был близок к Пе-2, однако его дальность полёта и бомбовая нагрузка были вдвое больше. Ту-2 мог нести в фюзеляже крупнокалиберные бомбы, имел более мощное стрелковое вооружение.
Хотя до 1950 года всего была построено 2331 единица Ту-2, до конца войны на фронт поступило всего 764 самолёта. Бомбардировщик прекрасно проявил себя в боевых условиях. Но основными классами самолётов в советских ВВС стали истребители и штурмовики. Первые завоёвывали превосходство в воздухе, вторые осуществляли поддержку войск на земле, где решался исход войны. В 1930-е годы в Советском Союзе предусматривалось использование двух типов штурмовиков: лёгкого — для уничтожения колонн, штабов и артиллерийских батарей — и тяжёлого двухмоторного — для борьбы с танками противника. В реальности единственным советским массовым специализированным самолётом-штурмовиком в 1941–1945 годах стал Ил-2 — самый многочисленный боевой самолёт в истории. Промышленность СССР выпустила более 36 тысяч этих машин. Разработка самолёта началась ещё до войны по личной инициативе авиаконструктора Сергея Ильюшина.
Советские штурмовики: история
Одна из трудностей создания штурмовика заключалась в том, что в СССР отсутствовали двигатели воздушного охлаждения, мощность которых дала бы ударному самолёту приемлемые лётные характеристики. Поэтому Ильюшин был вынужден проектировать штурмовик под мотор водяного охлаждения АМ-35 — самый мощный из производимых советской авиапромышленностью. Но уязвимый для пуль и осколков двигатель требовал дополнительной защиты.
Чтобы минимизировать вес конструкции, Ильюшин решил отказаться от навесной брони самолёта, которую использовали его предшественники. Бронекоробка, защищавшая экипаж и важные агрегаты, параллельно воспринимала нагрузки от двигателя и подъёмной силы крыла. В результате бронированная передняя часть фюзеляжа длиной около 5,5 метров заменила собой обычную конструкцию. Штампованные бронелисты двойной кривизны толщиной от 4 до 8 мм, придавали фюзеляжу обтекаемую форму, что, во-первых, улучшало аэродинамику, а во-вторых, вызывало рикошетирование попадавших в него пуль и осколков снарядов, что повышало защиту самолёта. Общий вес брони составлял около 700 килограмм.
После замены высотного АМ-35 на АМ-38, имевшего большую мощность у земли, самолёт приняли к серийному производству. Он имел максимальную скорость 416 км/ч. Одноместный летал быстрее (450 км/ч), но без борт-стрелка, защищавшего хвост от атак истребителей, нёс большие потери. Стандартный набор вооружения двухместного варианта включал две 20-мм пушки ШВАК или 23-мм ВЯ (иногда — 37-мм НС), два 7,62-мм пулемёта ШКАС на крыльях, один 12,7-мм пулемёт УБТ в задней кабине, 400 килограммов бомб во внутренних отсеках в центроплане и 4–8 неуправляемых ракетных снарядов калибра 82 или 132 мм под крыльями.
В 1941-1945 годах в СССР было произведено 96 520 самолётов всех типов, из них: 50 687 истребителей, 33 930 штурмовиков, 11 903 бомбардировщиков, а также 11 918 самолётов ПО-2. От американских и немецких машин советские самолёты отличала простота конструкции и технологии изготовления. На протяжении всей Второй мировой войны в советских самолётах широко использовалась древесина. Однако в условиях большой войны, эвакуации советской промышленности на восток и острой нехватки алюминия, приборов и целого ряда других материалов, моторов и оборудования, это оказалось важным преимуществом и облегчило массовое производство авиационной техники. К тому же советские самолёты зачастую строились в тылу руками малоквалифицированных рабочих: женщин и подростков — и при этом были вполне доступны для молодых летчиков, прошедших ускоренную подготовку. Советские авиаконструкторы сумели разработать модели авиатехники, которая не уступала иностранным образцам, а советская промышленность смогла наладить их выпуск в необходимом количестве. Но с 1945 года массовое военное производство уступает место созданию опытных самолётов. Начинается эра реактивной авиации.
