Ермолаев Ер-2.

 

 Спроектированный  В. Г. Ермолаевым опытный дальний бомбардировщик ДБ-240 совершил свой первый полет в июне 1940 г. В сентябре появился второй опытный образец, но после нападения фашистской Германии завод в июле 1941 г. был эвакуирован. К этому моменту в войска было поставлено 128 машин ДБ-240 с обозначением Ермолаев Ер-2. Он представлял собой цельнометаллический среднеплан с крылом типа «обратная чайка», двухкилевым хвостовым оперением и трехопорным шасси с хвостовым колесом, основные стойки которого убирались в гондолы двух двигателей М-105; экипаж самолета состоял из четырех человек.

 

К осени 1941 г. самолетами Ер-2 были укомплектованы два авиаполка, совершавших налеты на Берлин и Кенигсберг. Необходимость увеличения дальности полета заставила провести эксперименты с двигателем АМ-35 (апрель 1942 г.) и модифицированным крылом. После испытаний с дизельными двигателями Чаромского, в декабре 1943 г. было принято решение о производстве нового варианта самолета с двигателями АЧ-30Б. Было построено около 300 машин Ер-2/АЧ-30Б, сформировавших костяк советской авиации дальних бомбардировщиков.

 

Новый самолет представлял собой усовершенствованную модель: кабина пилота была переделана, под фюзеляжем расположен пулемет большего калибра, а увеличенный бомбовый отсек вмещал три 1000-кг (2204 фунта) бомбы. Максимальная скорость этого варианта самолета составляла 446 км/час (277 миль/час), дальность полета 5000 км (3107 миль).

 

 

Ильюшин ДБ-3 Ил-4

 

 В первой половине 1930-х гг. основу советской дальнебомбардировочной авиации составляли тяжелые бомбардировщики ТБ-3, созданные под руководством А. Н. Туполева. С нормальной бомбовой массой 1000 кг эти самолеты имели дальность 2200 км при крейсерской скорости полета около 180… 200 км/ч. Пять подвижных пулеметов обеспечивали защиту ТБ-3 от нападения воздушного противника. Ко времени принятия на вооружение летно-тактические данные самолетов ТБ-3 были достаточно высокими, однако быстрые темпы развития авиационной техники, увеличение скоростей боевых самолетов, особенно истребителей, общее повышение эффективности средств противовоздушной обороны потребовали уже в 1932-1933 гг.

 

Начать исследовательские и опытно-конструкторские работы над новым типом дальнего бомбардировщика, способным заменить самолеты ТБ-3 во второй половине 1930-х гг. Были составлены технические требования к такому самолету, в соответствии с которыми новый бомбардировщик должен был нести 1000 кг бомб на дальность не менее 3000 км и на расчетной высоте обладать максимальной скоростью полета не менее 350 км/ч. Под руководством А. Н. Туполева развернулись работы по созданию самолета ДБ-2, отвечавшего этим требованиям.

 Однако, будучи осведомленным о новейших работах в области истребительной авиации, С. В.

 

Ильюшин считал, что из-за увеличения скорости перспективных истребителей до 400…450 км/ч дальний бомбардировщик с заданной максимальной скоростью полета будет малоэффективным при действии против хорошо защищенных различными средствами противовоздушной обороны тыловых объектов противника. В связи с этим перед руководством Главного управления авиационной промышленности и ВВС был поставлен вопрос о создании скоростного дальнего бомбардировщика с заданной техническими требованиями дальностью полета, но с максимальной скоростью на расчетной высоте около 400 км/ч. В то время для тяжелого самолета такая скорость считалась очень большой.

 

Предложение  С. В. Ильюшина явилось следствием проводившихся им с начала 1933 г. в ЦКБ завода имени Менжинского проектных исследований по дальнему бомбардировщику, в процессе которых были изучены особенности различных схем самолета, в том числе и схемы летающего крыла, выбраны наивыгоднейшие параметры машины, определена потребная мощность двигателей. Эти исследования показали, что скоростной дальний бомбардировщик может быть создан на основе схемы обычного двухдвигательного самолета — свободнонесущего низкоплана с легкими и экономичными двигателями, высоким уровнем аэродинамического и весового совершенства.

 

Задача осложнялась тем, что отечественная авиация в то время не располагала нужными двигателями. Оптимальная мощность строящихся серийно в Советском Союзе в начале 1930-х гг. двигателей М-34 жидкостного охлаждения была недостаточной для достижения заданной дальности. Поэтому в 1933 г. было принято решение направить на зарубежные авиамоторные заводы комиссию, в состав которой входил и С. В. Ильюшин, для выбора наиболее перспективных двигателей жидкостного и воздушного охлаждения и приобретения лицензии.

 

Результатом работы комиссии стала покупка во Франции лицензии на двигатель воздушного охлаждения «Гном-Рон» Мистраль-Мажор К-14 с номинальной мощностью на расчетной высоте 588 кВт (800 л. с.), который имел относительно небольшую массу, сравнительно малый мидель и хорошую экономичность. В 1934 г. этот двигатель был запущен в серийное производство под обозначением М-85, а для его последующего совершенствования было создано опытно-конструкторское бюро, возглавлявшееся вначале А. С. Назаровым, а затем С. К. Туманским.

 

Требуемое аэродинамическое и весовое совершенство скоростного дальнего бомбардировщика достигалось применением ряда новых решений, которые по предложению С. В. Ильюшина были заложены в параметрах и конструкции этого самолета.

 

Характерной особенностью дальних самолетов, создававшихся I в первой половине 1930-х гг., являлось применение на них крыла с низкой удельной нагрузкой на площадь и с большим геометрическим удлинением, которое обеспечивало значительное снижение индуктивного сопротивления и в результате этого увеличение дальности полета. С. В. Ильюшин считал, что достичь заданной дальности на скоростном самолете можно и при крыле с умеренным геометрическим удлинением, так как доля индуктивного сопротивления, зависящая от подъемной силы крыла, уменьшается на малых углах атаки, характерных для полета на скорости 350… 400 км/ч.

 

Снизить возросшую при этом долю профильного сопротивления можно было применением тонкого двояковыпуклого профиля, а также сокращением площади крыла вследствие увеличения удельной нагрузки на него. В связи с этим для скоростного Дальнего бомбардировщика было спроектировано крыло, параметры которого в то время для самолета такого назначения были Несколько необычны. Оно имело сравнительно небольшое геометрическое удлинение (равное семи), довольно высокую удельную нагрузку на площадь (140 кг/см2) и компоновалось из профилей Кларк Y-15 с относительной толщиной 16% в корне и 10% на конце крыла. Однако такое крыло с большой удельной нагрузкой на площадь могло ухудшить взлетно-посадочные характеристики нового самолета, поэтому для увеличения несущей способности была применена взлетно-посадочная механизация: на задней кромке крыла были установлены щитки типа Цап со скользящей осью вращения.

 

Все это обеспечивало крылу самолета С. В. Ильюшина значительно меньшее суммарное (индуктивное и профильное) лобовое сопротивление по сравнению, например, с крылом аналогичного по назначению самолета ДБ-2 (АНТ-37), которое отличалось большим удлинением и малой удельной нагрузкой на площадь. Высокому для своего времени аэродинамическому совершенству самолета С. В. Ильюшина способствовали также предельно малый мидель фюзеляжа (1,7 м2), внутренняя подвеска в фюзеляже заданной бомбовой нагрузки, применение зализов в месте стыка фюзеляжа с крылом, применение убирающихся основных опор самолета и гладкой обшивки планера, удачное капотирование двигателей М-85.

 

Выбранные параметры крыла и большая удельная нагрузка на его площадь способствовали улучшению весовых характеристик самолета. Небольшое удлинение позволило увеличить жесткость крыла и тем самым повысить критическую скорость флаттера, с которым тогда уже начинали сталкиваться скоростные самолеты. Снижение массы крыла достигалось также разгрузкой его концевых частей топливными баками, выполненными в виде герметичных отсеков крыла. Эти баки стали прообразом современных кессон-баков, нашедших широкое применение на реактивных самолетах, в том числе и на многих самолетах ОКБ имени С. В. Ильюшина. Была уменьшена масса планера в результате рационально спроектированной силовой схемы фюзеляжного бомбоотсека.

 

Он был размещен за кабиной пилота на участке между передним и задним лонжеронами центроплана крыла. Особенностью бомбоотсека являлась установка кассетных держателей для подвески заданных техническими требованиями десяти 100-килограммовых бомб не на боковых стенках правого и левого бортов фюзеляжа, как это обычно делалось, а по оси симметрии самолета. Такое решение позволило несколько уменьшить потребный для размещения бомб мидель фюзеляжа и использовать в качестве окантовывающих элементов выреза под бомболюки силовые шпангоуты стыка фюзеляжа с лонжеронами центроплана, а также осевую и бортовые нервюры центроплана, на которых дополнительно были установлены балочные держатели для наружной подвески бомб крупного калибра.

 

На держатель, установленный на осевой нервюре, можно было подвешивать одну бомбу или торпеду массой до 1000 кг, а на держатели, установленные на бортовых нервюрах, — по одной бомбе массой до 500 кг. Это позволяло самолету в перегрузочном варианте, при его использовании, например, в качестве ближнего бомбардировщика, иметь максимальный бомбовой груз массой 2500 кг, значительный по тем временам для двухдвигательного самолета. В соответствии с требованиями технического задания самолет был выполнен трехместным.

 

Оборонительное вооружение самолета состояло из трех подвижных пулеметов ШКАС калибра 7,62 мм, самых скорострельных в то время пулеметов в мире. Переднюю полусферу защищал пулемет штурмана, размещавшегося в носовой части фюзеляжа. Атаки истребителей противника со стороны верхней и нижней частей задней полусферы отражал стрелок-радист из задней кабины с помощью верхнего турельного и нижнего люкового пулеметов на шкворневой установке. Управлял самолетом летчик, командир корабля. Педали и ручку управления самолетом предполагалось установить также и в кабине штурмана, чтобы при выдерживании боевого куреа или выходе из строя командира штурман мог взять управление самолетом на себя.

 

После рассмотрения в конце 1933 г. проекта скоростного дальнего бомбардировщика предложение С. В. Ильюшина было принято, и в середине 1934 г. началась постройка опытного самолета, получившего заводское обозначение ЦКБ-26. Однако ЦКБ-26 еще не был прототипом дальнего бомбардировщика, он был своего рода экспериментальным самолетом для проверки эффективности тех новых решений, которые были заложены в его параметрах и конструкции. Для быстрейшего завершения постройки было решено делать ЦКБ-26 смешанной конструкции: фюзеляж и киль — деревянными, а крыло и горизонтальное оперение — металлическими. Летом 1935 г. летчик-испытатель В. К. Коккинаки впервые поднял ЦКБ-26 в воздух.

 

Испытательные полеты подтвердили высокие данные самолета; по всему комплексу летно-технических характеристик и особенно по скорости он существенно опередил опытный самолет аналогичного назначения ДБ-2 (АНТ-37), испытания которого к тому же выявили необходимость проведения на нем дополнительных исследований по флаттеру и бафтингу. ЦКБ-26 отличался также хорошими устойчивостью и управляемостью, мог совершать полет с одним отказавшим двигателем, его маневренные характеристики были выше уровня требований, предъявлявшихся к таким самолетам (первая в СССР петля Нестерова на двухдвигательном самолете была выполнена B. К. Коккинаки на ЦКБ-26). Это стало возможным благодаря большой прочности конструкции планера самолета, рассчитанной на повышенные значения эксплуатационных перегрузок, которые C. В. Ильюшин установил, предвидя неизбежное увеличение полетной массы самолета в эксплуатации вследствие установки нового оборудования и усиления вооружения.

 

В конце лета 1935 г. ЦКБ-26 был продемонстрирован наркому обороны К. Е. Ворошилову и наркому тяжелой промышленности Г. К. Орджоникидзе. Они высоко оценили новую машину и обязали С. В. Ильюшина в кратчайший срок представить на государственные испытания второй опытный самолет ЦКБ-30 цельнометаллической конструкции, учитывающий результаты летных испытаний первой машины и полностью отвечающий тактико-техническим требованиям ВВС.

 

Полеты ЦКБ-26 продолжались еще довольно длительное время. 1 мая 1936 г. он был впервые публично продемонстрирован в полете над Красной площадью в Москве, 17 июля того же года В. К. Коккинаки установил на ЦКБ-26 первый советский авиационный мировой рекорд, официально зарегистрированный Международной организацией авиационного спорта (ФАИ). За первым рекордом последовала серия других мировых рекордов, продемонстрировавших выдающиеся характеристики скорости, дальности и грузоподъемности самолета ЦКБ-26, значительно превысившие уровень тогдашних мировых достижений.

 

Полеты второго опытного самолета ЦКБ-30, полностью вооруженного и оснащенного необходимым для боевого самолета оборудованием, начались весной 1936 г. Он успешно прошел все испытания, в августе того же года был принят на вооружение ВВС Красной Армии под обозначением ДБ-3 и запущен в серийное производство вначале на двух, а потом и на трех заводах. Одновременно для оперативного решения возникающих в производстве проблем и изыскания путей дальнейшего совершенствования самолета ДБ-3 бригада № 3 и опытный цех завода имени Менжинского были переименованы в ОКБ, главным конструктором которого стал С. В. Ильюшин.

 

Однако это решение было формальным, так как к моменту переименования ОКБ  С. В. Ильюшина уже было организационно сформировавшимся коллективом самолетостроителей, успешно решившим очень трудную для своего времени задачу создания и внедрения в серийное производство скоростного дальнего бомбардировщика, конструкция которого обладала большими потенциальными резервами для дальнейшего совершенствования.

 

С двигателями М-85 при нормальной полетной массе 7000 кг с 1000 кг бомб на внутренней подвеске и полным комплектом оборонительного вооружения из трех пулеметов ШКАС с общим боезапасом 2500 патронов серийный самолет ДБ-3 развивал максимальную скорость 400 км/ч на высоте 4500м. Дальность полета ДБ-3 достигала 4000 км с бомбовым грузом 500 кг, а с нормальным бомбовым грузом массой 1000 кг — 3100 км. Такая большая дальность полета нового бомбардировщика объяснялась не только высоким аэродинамическим совершенством самолета, но и наличием у него значительного запаса топлива и масла (около 33% максимальной взлетной массы).

 

Пилотажные характеристики ДБ-3 также получили высокую оценку летчиков. Особенно отмечались простой взлет, быстрый набор высоты, ровный, без рыскания горизонтальный полет по прямой, облегчавший выполнение прицельного бомбометания.

 

устойчивое выполнение виражей с креном 40…60°. Подчеркивалась легкость расчета захода на посадку и то, что при нормальных скоростях подвода самолета к земле он не обнаруживал никаких опасных тенденций: чрезмерно быстрой потери скорости, сваливания на крыло, произвольных взмываний. Особенностью ДБ-3 было и то обстоятельство, что при отказе одного двигателя он мог продолжать горизонтальный полет, а при нормальной полетной массе 7000 кг мог выполнять полет с набором высоты и развороты в сторону как работающего, так и отказавшего двигателя. Летчики указывали и на недостаточную продольную устойчивость самолета из-за общепринятой в то время несколько задней центровки.

 

В 1937 г. первые самолеты ДБ-3 поступили на вооружение в части дальнебомбардировочной авиации советских ВВС. Это были машины, по своим летно-тактическим характеристикам значительно превосходящие аналогичные зарубежные бомбардировочные самолеты, прежде всего самолеты военно-воздушных сил фашистской Германии.

 

Совершенствование дальних бомбардировщиков ДБ-3 коллектив ОКБ проводил в двух основных направлениях. Их летно-технические характеристики улучшились установкой новых, более мощных и высотных двигателей. Одновременно велись работы по расширению сферы применения этих самолетов: их приспосабливали к выполнению не только бомбардировочных, но и других боевых задач.

 

Уже в 1937 г. на серийные самолеты ДБ-3 стали устанавливать двигатели М-86 с такой же, как у двигателя М-85, номинальной мощностью на расчетной высоте (588 кВт (800 л. с.) на высоте 3850 м), но со значительно большей взлетной мощностью, равной 698,5 кВт (950 л. с.) вместо 558,8 кВт (760 л. с.) у двигателя М-85. Необходимость установки такого двигателя обусловливалась постоянным увеличением полетной массы серийных самолетов, которое происходило по различным причинам. С двигателями М-86 взлетные характеристики самолета улучшились, его скорость и скороподъемность у земли возросли, но максимальная скорость на расчетной высоте практически не изменилась по сравнению с самолетами, оснащенными двигателями М-85.

 

Скоростные характеристики самолетов ДБ-3 на расчетной высоте были улучшены применением двигателей М-87А, которые начали устанавливать с 1938 г., а также заменой воздушных винтов фиксированного шага воздушными винтами изменяемого в полете шага типа ВИШ-3, которые позволили более полно использовать мощность двигателя на разных режимах полета. Имея взлетную мощность 698,5 кВт (950 л. с.), двигатель М-87А развивал номинальную мощность 662 кВт (900 л. с.) на расчетной высоте 4700 м. Это позволило самолетам с двигателями М-87А и нормальной полетной массой 7500 кг достичь максимальной скорости 439 км/ч на высоте 4900м. Улучшились также характеристики скороподъемности на средних высотах.

 

Существовали и другие варианты самолета ДБ-3. В марте 1938 г. на государственные испытания был предъявлен ДБ-3 (ЦКБ-54) в варианте самолета сопровождения дальних бомбардировщиков. Новая машина имела мощное стрелково-артиллерийское вооружение, состоявшее из передней пушечной установки с одной пушкой ШВАК, верхней пушечной турели также с одной пушкой ШВАК и из подфюзеляжной установки с дистанционно управляемым пулеметом ШКАС, установленным в поворотном обтекателе на выносном пилоне под средней частью фюзеляжа. Подфюзеляжная пулеметная установка обеспечивала обстрел пространства в диапазоне 240° по горизонтали (т. е. всей задней полусферы и частично передней, расположенной до плоскости вращения воздушных винтов) и 30° вниз по вертикали.

 

Стрельбу из этого пулемета с помощью электродисганционной системы и связанного с ней специального прицела, обеспечивающего обзор воздушного пространства под самолетом, вел четвертый член экипажа. Боезапас для оборонительного вооружения самолета состоял из 800 патронов для пулеметов и 480 снарядов. Предполагалось, что самолет сопровождения огнем своего бортового оружия будет отражать атаки истребителей противника, не допуская их к боевому строю дальних бомбардировщиков. Летные испытания самолета сопровождения ДБ-3 (ЦКБ-54) показали удовлетворительные качества пушечных установок, но повороты в полете подфюзеляжной пулеметной установки и особенно комбинации горизонтального и вертикального вращения установки сильно влияли на устойчивость самолета, вызывая недопустимые рыскания машины и ее крен до 10°.

 

Это были одни из первых летных испытаний дистанционно управляемых авиационных систем оборонительного вооружения в Советском Союзе. Весной 1939 г. подфюзеляжную пулеметную установку заменили подвижными боковыми пулеметами ШКАС на правом и левом бортах фюзеляжа, имевшими боезапас по 210 патронов. Самолет снова прошел испытания, однако военным уже нужен был специализированный, более скоростной и маневренный, мощно вооруженный двухдвигательный истребитель сопровождения, и работы по самолету ЦКБ-54 прекратили.