Ту-2. Победитель. Часть 1. Рождение.

К концу 1930-х гг. пикирующие бомбардировщики вошли в состав военной авиации ведущих мировых держав. Самолеты этого типа различались размерами, бомбовой нагрузкой. Хотя первые серийные пикирующие бомбардировщики уже прошли проверку в «малых войнах» в Испании и Китае, в вопросе их оптимальной конструкции ясности не было. Некоторые авиаспециалисты и военные считали, что пикировать должны все бомбардировщики, вплоть до самых тяжёлых – это позволило бы эффективно разрушать укрепления, плотины, крупные живучие сооружения, стратегически важные мосты, а также топить крупные бронированные корабли. Отсюда проекты пикировщиков с четырьмя моторами.

В 1939 г. англичане и французы собирались бомбить нефтепромыслы Советского Союза в районе Баку и Батуми.

В ответ на это советские ВВС приступили к проработке планов нанесения ударов по английским и французским базам на Ближнем Востоке, собирались парализовать Суэцкий канал.

Туполев предложил проект дальнего четырёхмоторного пикирующего бомбардировщика – ПБ (самолёт 57). Но при этом рассматривалась возможность создания на его основе альтернативы в виде двухмоторного варианта.

За пять лет до этого министерство авиации Третьего Рейха выдало задание на проектирование среднего пикирующего бомбардировщика, который должен был занять место между лёгкими (одномоторными) и тяжёлыми (трёх и более моторными) самолётами этого класса, сочетая пригодность к массовому производству и применению с высокой мощью. Плодом работ стал взлетевший 21 декабря 1936 г. двухмоторный пикирующий бомбардировщик Ju-88. Он произвёл сильное впечатление на военных и авиаконструкторов во всем мире, установив весной 1939 г. рекорды скорости с грузом 1000 и 2000 кг. Заинтересовались им и в СССР – советская делегация впервые познакомилась с ним в Германии в ноябре 1939 г. и закупила образец.

Знакомство с ним привело к появлению бомбардировщика Архангельского и Петлякова, которые были меньше и дешевле самолёта ПБ. Параллельно ему был дан старт программе ФБ – Фронтовой Бомбардировщик. Самолёт предназначался для действий в тактических и оперативных зонах совместно с сухопутными войсками, морскими десантами и кораблями ВМФ, а также самостоятельно в глубоком тылу противника в условиях сильной ПВО, не требуя прикрытия истребителями.

Предполагалось, что он будет решать следующие задачи:
-уничтожение оборонительных укреплений противника,
-зданий и сооружений любой степени живучести;
-уничтожение войск и техники противника в местах сосредоточения, на марше, на позициях и в движении в боевых порядках;
-уничтожение крупных и средних кораблей и судов;
-непосредственная огневая поддержка сухопутных, десантных и морских сил штурмовыми ударами с применением бомб малых калибров, РС и стрелкового вооружения;

Бомбардировщик должен был обладать при этом дальностью до 2500 км, нормальной бомбовой нагрузкой 1000 кг, максимальной 2000 кг.

К нему предусматривалась широкая номенклатура применяемых боеприпасов: от больших фугасных и бронебойных бомб до разнообразных мелких осколочных и зажигательных.

От самолёта требовали возможности бомбометания с пикирования под углами до 75 градусов.

ФБ многое унаследовал от проекта четырёхмоторного пикирующего бомбардировщика ПБ.

Осенью 1939 г. работы по сложнейшему ПБ было решено прекратить и сконцентрироваться на ФБ.

Компоновка ФБ осталась примерно той же, но двигателей стало два, а крыло стало короче.

Экипаж ФБ должен был состоять из двух-трёх человек. В итоге военные предпочли трёхместный вариант с двумя оборонительными установками сзади.
Кабину пилота сдвинули вперёд. Хороший обзор обеспечивался прозрачным фонарём, окнами вперёд и вбок и остеклением пола. Штурман сидел в отдельной кабине за крылом. Он сохранил функции бомбардира, но теперь являлся одновременно радистом и стрелком. При необходимости вместе с ним размещался дополнительный стрелок с ещё одним пулемётом.

На ФБ бронезащита предусматривалась для всех членов экипажа. У пилота имелось бронированное кресло, штурмана и стрелка прикрывали бронеплиты.

Это сообщение отредактировал konigsadler - 22.08.2022 - 10:47

От ПБ новый самолёт полностью унаследовал конструкцию бомбоотсека с характерной чертой – наклонной передней стенкой, что необходимо для сброса бомб в пикировании.

На ФБ собирались поставить два мотора М-120ТК с турбокомпрессорами ТК-2. Этот двигатель с максимальной мощностью 1800 л.с. разрабатывался под руководством Климова с 1938.

ФБ намеревались вооружить пятью-шестью новыми пулемётами Ультра-ШКАС со скорострельностью 3000 в/мин. Четыре из них монтировались в носовой части фюзеляжа. Установка была подвижной, стволы могли отклоняться на 3-5 градуса вниз для обстрела целей на земле. Огонь из носовых пулемётов вёл пилот.

Ещё один пулемёт стоял у штурмана. Он снабжался коллиматорным прицелом и бронестеклом для защиты. Подобную установку можно было поставить и стрелку. По расчётам максимальная скорость должна была составить 700-740 км/ч на высоте 12000 м. Если использовать моторы М-120 без турбонаддува, но с реактивными выхлопными патрубками, то могла быть достигнута скорость 650-670 км/ч на высоте 7000 м. При этом посадочная скорость за счёт применения закрылков Шренка снижалась до 120-125 км/ч, а пробег до 200-300 м.

Огромное внимание уделили технологичности бомбардировщика, возможности организации его крупносерийного производства. Самолёт разделили на большое количество агрегатов, собиравшихся отдельно. Широко использовали штампованные детали, предусмотрели повсеместное применение механизированной клёпки.

Поскольку мотор М-120 ещё не достиг требуемого уровня надёжности, то на опытные образцы самолёта разрешили поставить двигатели АМ-35А (V-образные 12-цилиндровые, жидкостного охлаждения мощностью по 1350 л.с.) без турбонагнетателей, но с реактивными выхлопными патрубками. С такой мотоустановкой бомбардировщик должен был по расчётам развивать иметь максимальную скорость 540-560 км/ч.

Предусматривалась постройка трёх опытных образцов, причем всех с М-120. Два первых комплектовались М-120 с реактивными патрубками, третий – М-120ТК с турбонаддувом. Также военные потребовали усилить мощь вооружения, за счёт двух пушек ШВАК.

В соответствии с данными требованиями в мае 1940 г. подготовили эскизный проект бомбардировщика ФБ 2 М-120.

Экипаж его состоял из трёх человек: пилота, штурмана-бомбардира (и одновременно радиста) и стрелка. Пилот сидел впереди, штурман и стрелок в общей кабине за крылом. В носовой части фюзеляжа размещались две пушки ШВАК и два пулемёта ШКАС последние могли отклоняться вниз на 2 градуса. Установка дополнительной пары пулемётов предлагалась как альтернативный вариант. Ещё один пулемет ШКАС стоял на турели у штурмана. Четвёртый ШКАС стоял в люке.

Бомбовое вооружение немного скорректировали, исключив не принятые военными бомбы типов НББ и МОБ. Интересной особенностью было то, что замки бомбодержателей наружной подвески после сброса бомб убирались внутрь.

Мотоустановка проектировалась в двух вариантах. Основной вариант
предусматривал два мотора М-120ТК, запасной - два М-120 с реактивными выхлопными патрубками.

На каждый мотор имелось по три радиатора, упрятанных в центроплан. Горючее 1750 кг размещалось в 12 баках в крыле. На самолете устанавливались радиостанция, радиополукомпас, переговорное устройство.

Для борьбы с обледенением в проект заложили омывание спиртовой смесью воздушных винтов и лобовых стёкол фонаря пилотской кабины.
Видимо, на этой стадии проектирования конструкторы предусмотрели режим «замедленного пикирования» - это использование воздушных тормозных решёток, размещённых под полуплоскостями. Снижение скорости пикирования позволяло, точнее, навестись на цель, давало время скорректировать прицеливание, а также возможность бомбить с высот до 500 м. Выход из пикирования осуществлялся автоматом, скопированным с немецкого образца, стоявшего на приобретенном в Германии бомбардировщике Юнкерс Ju-88A-1. С помощью гидропривода он на заданной высоте поворачивал рули высоты.
К 17 августа 1940 г. конструкторы завершили выпуск комплекта чертежей на первый опытный образец. Интересно, что Туполев заложил в проект не моторы АМ-35А, а более мощные АМ-37, существовавшие тогда только в опытных образцах. Этот двигатель мощностью 1500 л.с. представлял собой дальнейшее развитие АМ-35А.

В начале декабря 1940 г. приказом НКАП был назначен экипаж для
проведения заводских испытаний самолёта «103» название ФБ далее не применялось. Летать на машине предстояло М.А.Нюхтикову и Ф.Ф. Опадчему.

Неофициально бомбардировщик имел ещё одно обозначение «58», или АНТ-58. Тем самым он продолжал цепочку машин, начатую некогда АНТ-1. Номера всех самолётов, созданных под руководством Туполева, давались в хронологическом порядке.

29 января 1941 в Щёлково под управлением лётчика-испытателя Нюхтикова состоялся первый полёт машины.

Заводские испытания шли до 27 мая. На них самолёт «103» показал выдающуюся по тем временам скорость 635 км/ч на высоте 8000 м. Это при том, что двигатели выдавали не более 1400 л.с., то есть на 100 л.с. меньше расчетной величины. Но предварительно намеченная программа была выполнена примерно на три четверти. Военные торопились испытать машину сами.

В июне 1941 г. «103» передали в НИИ ВВС на государственные испытания.
Лётчики НИИ ВВС подтвердили высокие данные бомбардировщика. В ходе испытаний выявились дефекты винтомоторной группы. Путевую устойчивость сочли недостаточной и потребовали увеличить площадь килевых шайб. Но провести полеты по полной программе не удалось. 22 июня Германия напала на СССР.

Результаты первого этапа государственных испытаний показали, что машина перспективна. Специалисты НИИ ВВС рекомендовали ее к серийному выпуску в качестве многоцелевого самолета.

Второй опытный экземпляр самолёта получил обозначение «103У». Главным его отличием являлась перекомпоновка кабины. Ознакомившись с купленными в Германии бомбардировщиками Юнкерс Ю-88А и Дорнье До-215, советские специалисты обратили внимание на то, что члены экипажа размещены так, что могут непосредственно общаться и помогать друг другу. На советских машинах пилот и штурман сидели по отдельности. Решили, что немецкий подход лучше.

Пилот и штурман теперь сидели в общей кабине друг за другом. Её большой фонарь в аварийной ситуации сбрасывался. У штурмана стоял пулемет ШКАС в блистерной установке. Нижнюю часть носа фюзеляжа застеклили, обеспечив хороший обзор вниз. Попасть в кабину можно было через откидную часть фонаря с крыла или через люк снизу. В отличие от первой машины, полноценное управление монтировалось только у пилота. В задней кабине тоже располагались двое: стрелок-радист, отвечавший за верхний пулемёт, и стрелок, работавший с люковой установкой. При перекомпоновке сечение в миделе фюзеляжа стало больше, что, по расчётам, уменьшало максимальную скорость на 15-20 км/ч.

Стабилизатор выполнили управляемым. При отклонении щитков более чем на 27 градусов он автоматически менял угол установки в пределах 4-ёх градусов. Бензобаков стало 14 общей ёмкостью 2500 л. Основные баки протектировались и имели систему заполнения нейтральным газом.
Моторы М-120ТК, предусмотренные постановлением Комитета обороны, так и не поступили, поэтому решили опять поставить АМ-37.
На двигателях монтировали реактивные выхлопные патрубки, добавлявшие несколько процентов к тяге. Вооружение дополнили реактивными снарядами с неуправляемыми ракетами. «103У» мог нести под консолями десять пусковых направляющих для РС-132 калибра 132 мм. Внутреннее размещение бомб дополнили наружным: добавили два бомбодержателя под центропланом. Общая нагрузка осталась той же, что и раньше: нормальная 1000 кг, максимальная 2000 кг. Предусматривалось использование бомб калибра от 10 до 1000 кг. Мелкие бомбы размещались пакетами.

Их можно было сбрасывать и с горизонтального полёта, и с пикирования.
23 августа полноразмерный Деревянный макет показали комиссии во главе с генерал-лейтенантом Ф.К. Арженухиным, начальником штаба ВВС.
Комиссия макет в целом одобрила, отметив, что машина представляет «исключительный интерес» для ВВС РККА.
Эскизный проект был завершён в ноябре 1940 г.
Сборку второго опытного экземпляра завершили 9 апреля 1941 г. Но летать он ещё не мог. Необходимые моторы АМ-37 опоздывали. Только 18 мая «103У» поднялся в небо. К 27 мая совершили девять полётов. Экипаж опробовали управляемость машины и поведение винтомоторной группы на разных режимах.

Максимальная скорость у земли оказалась равной 470 км/ч. Заводские испытания были довольно краткими – в мае самолёт уже передали в НИИ ВВС.

Там с 15 мая велись государственные испытания по полной программе. В целом всё было хорошо, но выявили недостаточную путевую устойчивость. Устранение этого недочёта требовало увеличения площади килевых шайб, что и сделали на месте, в мастерских НИИ ВВС. «103У» продемонстрировал максимальную скорость 610 км/ч на высоте.

Определив лётно-технические характеристики самолета, военные испытатели приступили к оценке его боевых качеств. Вооружение испытывали на полигоне под Ногинском. Там стреляли и сбрасывали бомбы. После нападения Германии 22 июня 1941 г. темпы испытаний возросли. Бомбардировщик требовали как можно быстрее привести в состояние пригодности к серийному производству.

Руководство ВВС рекомендовало готовить самолет к серийному производству. В своем отчете НИИ ВВС сделал следующее заключение: «Самолёты «103» и «103У» с двумя моторами АМ-37 по своим лётно-техническим данным превосходят все известные самолёты этого типа и полностью разрешают задачу вооружения ВВС Красной Армии фронтовыми пикирующими бомбардировщиками».

Решением ГКО от 17 июля 1941 г. самолет «103У с 2 АМ-37» приняли к серийному производству.

Но реально в серию пошел совсем другой вариант, основой которого явился третий опытный экземпляр - «103В».

Третий опытный образец должен был строиться с моторами М-120ТК.
2 марта 1941 г. КБ-1 сдало на производство комплект документации на эту машину. Сборка самолета началась, но положение с двигателями оставалось неясным. Завод №26 никак не мог выйти на требуемые показатели по ресурсу М-120. 9 мая вышло постановление Комитета обороны, требовавшее от конструкторов подготовить вариант бомбардировщика с двигателями воздушного охлаждения М-82А.

Применение на самолете «103» мотора М-82 имело как преимущества, так и недостатки. Двигатель Швецова имел большую максимальную мощность, чем АМ-37, но номинальная высота у него была меньше, то есть выигрыш получался только на малых высотах. Кроме того, максимальный режим ограничивался всего несколькими минутами. Явным плюсом была ликвидация всей системы жидкостного охлаждения, что существенно снижало вес мотоустановки и ее уязвимость от боевых повреждений. Но мидель гондолы под звездообразный мотор увеличивался, что ухудшало аэродинамику бомбардировщика.

После начала войны мотор АМ-37 прошёл 100 часовые государственные испытания. Но тут вмешался фактор в виде Ил-2. На него устанавливался мотор АМ-38, которых требовалось всё больше и больше. Пришлось свернуть производство АМ-35А для МиГ-3, а моторы АМ-37 для «103» просто не стали запускать в производство. Поэтому НКАП приказал начать работы над вариантом 103В с моторами М-82А.
Постановление ГКО от 17 июля предусматривало постройку одной машины с М-82 к 15 августа.

Место водорадиаторов, которые были не нужны по причине того, что М-82 мотор воздушного охлаждения, в крыле заняли бензобаки. Всего баков стало 20, общим объёмом 3070 л, 16 из них протектировались. Все баки имели систему нейтрального газа. Фонарь кабины пилота и штурмана лишился верхнего люка. Вместо форточки сделали сдвижное стекло сбоку, как на американском бомбардировщике А-20. Отопление кабин теперь получало тепло от маслорадиаторов. Несколько переделали привод уборки-выпуска шасси, позаимствовав ряд элементов с Ю-88 , увеличили вынос колес. Ввели броню, защищавшую всех членов экипажа, на «103У» она отсутствовала.
Бомбовое вооружение соответствовало предыдущей машине. Максимальная нагрузка равнялась 2000 кг, нормальная 1000 кг. При этом одну бомбу ФАБ-1000 (1000 кг) можно было подвесить внутри бомбоотсека или две ФАБ-1000 снаружи.

Наступательное стрелковое вооружение состояло из двух пушек ШВАК в центроплане, двух пулеметов ШКАС в носу фюзеляжа. Под полуплоскостями можно было нести десять ракет РС-132. Оборону обеспечивали три ШКАС-а. Один стоял в блистерной установке у штурмана, второй у стрелка-радиста и третий в люковой установке, которую обслуживал стрелок. Оборудование «103В» включало радиостанцию, радиополукомпас, переговорное устройство.
На этой машине предусмотрели размещение аэрофотоаппарата АФА-Б для съемки днем или НАФА-19 ночью. Для фотографирования при пикировании аппарат можно было наклонять на 30 градусов.
Первый полет состоялся 15 декабря. Испытания рассматривались как совместные - заводские и государственные одновременно. Шли они долго - семь с половиной месяцев, но намеченную программу завершить так и не удалось. Причиной стала недостаточная надёжность моторов за время
испытаний заменили восемь двигателей.

Максимальная скорость, достигнутая в ходе испытаний, 525 км/ч. Но надо это мало отразилось на боевых качествах машины. Дело в том, что основными высотами боевого применения считались 3000-4000 м, а в этом диапазоне ухудшения данных по сравнению с вариантом с АМ-37 не произошло. Наземный состав высказывал претензии в отношении неудобства доступа к некоторым агрегатам. С другой стороны, экипаж отметил отличный обзор из кабины, простоту руления по земле, взлета и посадки. В этом отношении «103В» значительно превосходил основной в то время советский бомбардировщик Пе-2.

Лётчик-испытатель Васякин записал в отчете: «Особенно приятна поперечная устойчивость». Самолет был очень устойчив на пикировании. При полетном весе до 10 500 кг машина уверенно летела на одном моторе. Полеты «103В» приостановили 1 августа 1942 г. Главный инженер ВВС А.К. Репин распорядился: «Испытания прекратить. Характеристики самолета и оценки работы агрегатов дать по серийному самолету Ту-2». Именно под этим обозначением собирались выпускать новую машину. В соответствии с системой, введенной в декабре 1940 г., были взяты две первые буквы фамилии главного конструктора, а цифра «2» первая четная показывала, что это первый бомбардировщик, созданный конструктором. Официально обозначение Ту-2 присвоили постановлением ГКО от 26 марта 1942 г.

Это была первая машина, получившая марку «Ту», ставшую позднее знаменитой.
Туполев при разборе результатов полетов сказал: «Васякин дал путевку в небо Ту-2».

В выводах отчета по совместным испытаниям указали: «самолет «103В» 2 М-82А по своей управляемости, устойчивости, взлетно-посадочным свойствам, а также маневренности и температурным режимам ВМГ удовлетворяет требованиям».

«103» был лучше Пе-2. Он выигрывал по скорости, дальности, обороноспособности, весу и ассортименту боевой нагрузки. Самолёт же Петлякова, по сути, являлся «эрзацем» - спешной переделкой тяжелого высотного истребителя в пикировщик. В результате ряд конструктивных решений, принятых для истребителя и невыгодных для бомбардировщика, на самолете сохранился, например, не очень подходящий для новых функций профиль крыла.
Серийный бомбардировщик с моторами М-82 получил у конструкторов обозначение «103ВС». От «103В» он отличался увеличенными основными колесами шасси и упрощенным оборудованием. Первое было продиктовано возрастанием веса, второе - опасениями военных в надежности сложной «начинки» бомбардировщика. Предлагалось сократить применение электрических и гидравлических механизмов, но «без ухудшения боевых и лётно-тактических качеств самолета». Поэтому Туполев вынужден был пойти на такую замену.

На сегодня всё. Продолжение следует.
Как обычно ролик

Литература:
Ту-2 лучший бомбардировщик Великой отечественной, Якубович.
Журналы: «Авиамастер», «Крылья Родины, «Авиаколлекция спецвыпуск Ту-2», «Авиация и Время», «Авиация и Космонавтика».

Всегда казалось, чем больше РАЗНЫХ конструкторских бюро, конструкторов с нестандартными взглядами на задачу, тем больше РАЗНЫХ конструкций и агрегатов будет предлагаться. И какой-то контролирующий орган, типа жюри- выбирает лучшее и отвечает за свой выбор. Почему "оптимизаторы" считают, что слияние всех КБ в одну корпорацию- однозначно улучшает весь этот процесс? Внутри корпорации не может быть здоровой конкуренции, только одна корпоративная этика и дисциплина..