Проект дальнего самолета-разведчика ДР. СССР

Проект дальнего самолета-разведчика ДР. СССР

В период с 1936 по 1940 год коллектив, возглавляемый авторитетным авиаконструктором Н. Н. Поликарповым, разработал целую серию проектов двухмоторных боевых самолётов различного назначения (многоместные истребители, ближние бомбардировщики, разведчики, пикирующие бомбардировщики, штурмовики) на основе единой базовой конструкции планера с вариациями по моторам и оборудованию. Первый самолёт в этом ряду проектировался как ближний бомбарди­ровщик (по тогдашней терминологии самолёт воздушного боя – СВБ), одно время рассматривался как многоместный пушечный истребитель (МПИ-1), но затем был переориентирован на роль воздушного истребителя танков и стал именоваться ВИТ-1. На нём стояли двигатели М-103 В. К. Климова. К серийному производству планировалась его усовершенствованная модель, получившая обозначение ВИТ-2 (в роли истребителя танков эти самолёты вооружались тяжёлыми пушками К-37 Б. В. Шпитального). ВИТ-2, вышедший в мае 1938 года, получил сначала М-103, а затем новые на тот момент двигатели М-105 взлётной мощностью в 1100 л.с. и отличался от ВИТ-1 двухкилевым оперением.

Н. Н. Поликарпов

Внешней особенностью этих цельнометаллических низкопланов было сплошное остекление верха фюзеляжа между кабиной пилота и расположенной за крылом кабиной стрелка-радиста. Характерный облик им придавали также обжатые по миделю мотогондолы рядных двигателей с острыми коками винтов и развитое остекление просторной носовой кабины штурмана.

Для сравнения: компоновочный чертёж самолёта ВИТ-2. Уголок неба

Кроме воздушного истребителя танков, Поликарпов прорабатывал возможность создания на базе ВИТ пикирующего бомбардировщика, многоместного пушечного истребителя, многопушечного штурмо­вика, а несколько позже и морского тяжелого штурмовика.

Официально были предъявлены три варианта самолета: ближний скоростной бомбардировщик (БСБ), воздушный истребитель танков (ВИТ) и многоместный пушечный истребитель (МПИ). Наибольший интерес у военных при рассмотрении эскизного проекта вызвал вариант ближнего скоростного бомбардировщика, в некоторой степени – вариант многоместного пушечного истре­би­теля. Определённый интерес проявлялся и к варианту дальнего разведчика.

В ходе заводских испытаний в августе-сентябре 1938 года ВИТ-2 показал весьма неплохие лётные характеристики. При полётном весе самолёта 5600 кг на высоте 4500 метров была получена максимальная скорость 513 км/час. По тому времени это был выдающийся результат. Несколько позже, в ходе государственных испытаний в сентябре-октябре 1938 года при полётном весе в 6300 кг на высоте 4500 метров была получена скорость 483 км/час. Ряд недостатков, выявленных в ходе госиспытаний, не позволил в тот момент рекомендовать машину в серию. В феврале 1939 года, после проведения доводочных работ, были проведены вторичные госиспытания, результаты которых оказались положительными. Было признано, что ВИТ-2 обладает выдающимися данными. С нормальной полетной массой 6400 кг максимальная скорость горизонтального полета увеличилась у земли до 446 км/ч (вместо 435 км/ч), на высоте 4600 метров – до 500 км/ч (была 483 км/ч). Высоту 4000 метров самолет набирал за 5,56 минут. В отчете по испытаниям военными специалистами был сделан вывод:

«…Самолет ВИТ-2 в отношении скоростей имеет бесспорные преимущества перед всеми существующими серийными и опытными самолетами».

ВИТ-2. Уголок неба

Самолёт был рекомендован в серию при внесении в него некоторых изменений, однако с выбором серийного завода возникли проблемы. В разгар лета 1939 года готовилось решение правительства о развёртывании серийного производства ВИТ-2 на московском авиазаводе №22 в Филях вместо производившихся там бомбардировщиков СБ. Однако до этого дело не дошло из-за нового поворота в судьбе ВИТ-2 – решено было запустить в серию его доработанный вариант, известный как СПБ – скоростной пикирующий бомбардировщик. Что из этого получилось, скажем позднее, а пока перейдём к основному предмету нашей статьи – проекту самолёта «ДР» (его обозначение проходит в документах как с кавычками, так и без).

Чем вызван наш интерес к этому проекту, который остался нереализованным? Ведь история работ над семейством ВИТ-2, включая и ДР, подробно освещена в известной книге В. П. Иванова «Самолёты Н. Н. Поликарпова». Тут имеются два обстоятельства. Во-первых, насколько известно, в печати не появлялось иллюстраций внешнего вида ДР. А он интересен хотя бы в силу того, что на ДР и связанных с ним БСБ и МПИ должны были стоять двигатели воздушного охлаждения М-88. «Лобастые» мотогондолы этих двигателей меняли впечатление от самолёта (вспомните для сравнения, как отличались внешне Пе-2 с М-82 от обычных «пешек» с двигателями М-105). Обнаруженные в архивах чертежи по проекту ДР позволили восстановить и проиллюстрировать облик этого самолёта. Во-вторых, в конструкции самолёта ДР имеются некоторые интересные особенности, которые, похоже, не повторялись на других самолётах семейства ВИТ. О них мы собираемся рассказать ниже на основе материалов эскизного проекта ДР.

Для начала предоставим слово знатоку поликарповской темы историку авиации В. П. Иванову. Он пишет:

«22 июня 1938 г. Н. Н. Поликарпову выдали технические требования к самолётам, разрабатываемым на базе ВИТ-2: дальнему разведчику ДР, ближнему скоростному бомбардировщику БСБ, многоместному пушечному истребителю МПИ. В них многие характеристики были завышены, не соответствовали мощностям существующих и реальных перспективных моторов (600 км/ч с моторами мощностью 1000-1100 л.с., дальность 3000 км). Поэтому 13 августа 1938 г. Поликарпов направил в адрес НИИ ВВС встречные предложения по корректировке требований.

Эскизный проект ДР подготовили к ноябрю 1938 г. Николай Николаевич, проанализировав задание, пришёл к выводу, что «для самолёта-разведчика скорость является самым главным и решающим фактором».

Геометрические размеры самолёта несколько изменились. Его длина стала равной 11,25 м, размах – 17 м, площадь крыла – 42,9 м кв. Стремясь повысить высотность и скорость ДР, Поликарпов решил использовать два двигателя М-88, с которыми при взлётном весе 6500 кг он мог достичь у земли максимальной скорости 414 км/ч, на высоте 4500 м – 505 км/ч, на высоте 7000 м – 534 км/ч. Практический потолок по расчётам составлял 11 350 м, дальность – 2000 км. Спереди устанавливался пулемёт ШКАС, на задней установке – пушка ШВАК, имеющая углы обстрела 180° по горизонтали и +90 … –10° по вертикали».

Дополним эти сведения некоторыми подробностями, взятыми из Эскизного проекта ДР и переписки по нему. [1]

Как отмечалось выше, особенностью самолёта ДР (а также проектов БСБ и МПИ) являлась установка опытных на тот момент звездообразных двигателей М-88 вместо рядных М-105. Поликарпов счёл М-88 наиболее «выгодным» из имевшихся на тот момент двигателей, хотя считал, что и он не мог обеспечить требуемых скоростных характеристик ДР. Он отмечал также, что

«выбор мотора М-88, кроме лучших скоростных данных самолёта, обусловлен ещё тем, что при этих моторах мы получаем небольшую весовую выгоду, большую живучесть самолёта, и большие удобства в эксплуатации».

М-88 – дальнейшее развитие мотора М-87 – оснащался двухскоростным нагнетателем и разрабатывался с 1937 года. Мощность (по техническому заданию 1938 г.) – 1025/1225 л.с.. Опытные образцы М-88 были испытаны на стенде в 1938 году. Первый безредукторный вариант М-88 испытывался на истребителе И-180 с 1 декабря 1938 года. 26 апреля 1939 года М-88 официально пошёл в серию и с конца 1939 года строился в Запорожье.

Результат проектирования на базе М-88, как писал Поликарпов, был таков:

«Использовав все средства, имеющиеся в нашем распоряжении, мы получили максимальную скорость самолёта 534 км/ч на высоте 7000 м, вместо заданных 600 км/ч на высоте 5000–6000 м.»

Капотирование этих моторов М-88 на ДР предлагалось выполнить оригинальным способом. В эскизном проекте на этот счёт говорилось:

«Капоты мотора мы предлагаем выполнить с выпуском воздуха, охлаждающего мотор, через заднюю щель крыла, чем, одновременно с формой капота, надеемся уменьшить лобовое сопротивление. Регулировка температуры головок будет осуществляться открытием щели, образуемой задней кромкой верхней поверхности мотоотсека и специальным щитком, находящимся на щитках Шренка. Таким образом на взлёте открытие щели будет увеличивать несколько С_у крыла и тем улучшит взлётные качества самолёта».

Этому описанию соответствует наблюдаемая на чертеже форма задней части мотогондол, пере­ходящей в расплющенную законцовку у задней кромки крыла.

Подобного устройства не наблюдается (насколько известно автору) на других советских двух­моторных самолётах с двигателями воздушного охлаждения (ДБ-3, Ил-4, Ту-2, Пе-2 с М-82), где выпуск охлаждающего воздуха всегда осуществлялся с помощью «юбки».

схема дальнего самолета-разведчика ДР

Вторым существенным отличием ДР от ВИТ-2, вытекавшим из назначения самолёта, явилась установка в фюзеляже фотооборудования вместо бомбоотсека. Фотоаппарат АФА-1 или взаимо­заменяемый с ним ночной фотоаппарат НАФА-19 устанавливались в нижней части фюзеляжа между кабинами лётчика и стрелка-радиста у заднего лонжерона центроплана и управлялись дистанци­онно из кабины штурмана. Поликарпов писал в пояснительной записке к проекту ДР, что указанное размещение аппаратуры

«обеспечивает очень удобный монтаж и демонтаж АФА и позволяет радисту по требованию штурмана, в случае надобности, заменять кассеты. Это рас­по­ло­жение даёт возможность ставить АФА с фокусом 300 и 500 мм».

Установка пулемёта ШКАС в кабине штурмана. За сиденьем штурмана виден АФА (обработанный фрагмент проектного компоновочного чертежа, РГАЭ)

Интересно, что на компоновочном чертеже просматривается установка фотоаппарата также и в носовой части за сиденьем штурмана.

В качестве третьего важного отличия следует отметить особенности стрелково-пушечного вооружения ДР. Они хорошо обрисованы Поликарповым в «Пояснительной записке к эскизному проекту самолёта «ДР» [2]. Он писал:

«Считая, что для самолёта разведчика скорость является самым основным и решающим фактором, КБ обследовало возможности применить указанные в тт треб. стрелковые установки с требуемыми углами обстрела.

Мы убедились, что имеющиеся на снабжении установки обладают такими габаритами, с коими мы ни коим образом не могли приблизиться к желаемым скоростям.

Это обстоятельство вынудило нас решиться на проектирование необходимых установок своими силами. Учитывая указания Зам. Нач-ка ВВС комкора т. СМУШКЕВИЧА, даваемые им в отношении самолета «ВИТ-2», мы спроектировали специальные установки удовлетворяющие нас с аэродинамической стороны и отвечающие пожеланиям комкора СМУШКЕВИЧА, а именно: переднюю установку под 1 пулемет Шкаса с 1000 патрон с конусом обстрела 50º и заднюю под Швак 20 мм с 250 патронами с углами обстрела по горизонту 180º в задней полусфере и по вертикали 90-10º, управляемую посредством двух штурвалов. Задняя установка спроектирована нами так, что по желанию она легко может быть приспособлена под 2 пулемета Шкас. Пулеметный вариант мы полагаем осуществить на дублере самолета. Указанные установки дают самолету достаточную обороноспособность, ибо полученные углы обстрела в сочетании с большой скоростью самолета и взаимной поддержкой других самолетов звена, как показал опыт ВИТ-2 гарантируют самолет от возможности успешных атак истребителей. Что касается неподвижного оружия и люковой установки, то согласно указаний Зам. Нач-ка ВВС т. СМУШКЕВИЧА мы их не ставим.

Разрешив вопрос с оружием, мы спроектировали фюзеляж минимальных размеров, хорошо обеспечивающий удобную работу экипажа и обладающий хорошим аэродинамическим обтеканием».

В техописании, вошедшем в эскизный проект [3], сказано:

«За кабиной стрелка-радиста расположена установка 20-мм пушки Швак с дистанционным управлением из кабины стрелка-радиста при помощи двух штурвалов: одного для наводки по горизонтали, другого для вертикальной наводки. Пушечная башня расположена на специальной турели. Наружный диаметр кольца 665 мм».

Размещение фотоаппарата АФА-1 и дистанционно управляемой турели с пушкой ШВАК на самолёте ДР (обработанный фрагмент компоновочного чертежа из эскизного проекта, в оригинале – синька). РГАЭ

Для сравнения: шкворневая установка с пушкой ШВАК на ВИТ-2. Уголок неба

Таким образом, мы здесь имеем дело с телеуправляемой турелью, где дистанционное управление осуществляется механически, без использования электрического механизма (сельсинов), получив­шего позже применение в более совершенных конструкциях. В данном случае, как можно понять, перемещение задаётся механически на ствол пушки и уже от него происходит механическая же синхронизация перемещения прицела, в то время как в сельсинных конструкциях стрелок перемещает прицел и тем самым создаёт синхронизированный импульс на перемещение ствола пушки электрическими приводами. Вот как Поликарпов описывает порядок действий стрелка при работе с этой установкой:

«Стрелок сидит на подвижном сидении, имея перед собой прицел синхронно связанный с турелью. Таким образом при перемещении оружия стрелок почти неподвижен, ибо за перемещениями прицела на средних, наиболее употребляемых углах стрельбы, он следует только поворотом и наклоном головы. Это решение задачи позволило дать стрелку удобную достаточного размера кабину, не стесняющую его при работе и дающую хорошие удобства для работы на рации».

Автор не располагает сведениями о каких-либо результатах отработки этого механизма (В. Иванов отмечает, что удалось собрать дистанционную пушечную установку для испытания её на специальном стенде, однако о самих испытаниях сведений нет). Стоит добавить, что дистанционно-управляемые стрелковые точки иных схем проектировались в то время и для других самолётов – например, для высотного самолёта БОК-11 и бомбардировщика ЦКБ-54 (вариант ДБ-3) С. В. Ильюшина.

Отметим, что установка пулемёта ШКАС в кабине штурмана (с конусом обстрела 50°) была, как можно понять из чертежа, выполнена с использованием оригинального устройства, исключающего задувание, в то время как на исходном ВИТ-2 на снимках виден ствол шкворневой установки, торчащий через отверстие в остеклении. Поликарпов писал:

«Размер передней кабины позволяет штурману нормально работать и вести самолёт. Передняя установка не закрывает обзор вперед. Стрельба из неё производится вперёд и вверх лёжа. Учитывая, что атаки спереди, как показал боевой опыт, чрезвычайно редки, мы считаем возможным допустить перемену положения стрелка во время стрельбы – поворот на бок».

Изменилось и шасси самолёта – основные опоры стали одностоечными с полувилкой вместо двухстоечных на ВИТ-2, что упрощало конструкцию и делало её более удобной в эксплуатации.

В ходе рассмотрения эскизных проектов ДР и БСБ и представленных натурных макетов у военных возник ряд замечаний и предложений по улучшению ЛТХ и отдельных элементов конструкции.

Макетная комиссия высказала некоторые замечания, в том числе по заявленным в эскизном проекте ЛТХ, сочтя, в частности, что они отстают от тактико-технических требований ВВС по максимальной скорости и по дальности. В этой связи Н. Н. Поликарпов в письме начальнику ВВС РККА Локтионову от 20/1-1939 г. отметил, что КБ заявило скорость 534 км/ч на высоте 7000 м и что комиссия постановила:

«изыскать возможности увеличения максимальной скорости не менее, чем 550 км/час.».

КБ пошло навстречу этим замечаниям. Как писал Поликарпов,

«продувки модели и моторных коков позволили нам уточнить наши расчёты и мы полагаем что нам удастся получить требуемые 550 км/час».

Что касается недобора дальности, то Поликарпов привёл расчёты по вариантам ДР и БСБ, в которых указаны дальности по скоростям и с различным запасом топлива (так, для БСБ наибольшая дальность в 2700 км достигалась на скорости 0,7 от максимальной). Он резюмировал:

«Таким образом, мы удовлетворяем требуемые от нас дальности с-та, но на скоростях несколько меньших, чем 0,9 Vмакс.»

Далее он писал:

«Завод №29 в 1938 г. провел 100-часовые испытания мотора на бедных смесях получив при этом расход горючего – 220 г.с.ч. Если в 1939 г. удастся добиться этих расходов для серийных моторов, то указанные в таблице дальности соответственно увеличиваются на 22% и составят при полёте на скорости 400 к/ч

Для ДР от 2570 км – до 3960 км
Для БСБ от 1680 км – до 3020 км

т.е. полностью удовлетворяющие потребности наших возможных фронтов.

По сему просим:

а) не требовать устройство добавочных подвесных баков
б) помочь нам добиться от з-да № 29 снижения удельного расхода горючего».

Как явствует из документов, военные при оценке вооружения высказывали претензию по поводу отсутствия люковой установки. Поликарпов в упомянутом выше письме на имя Локтионова писал:

«Что касается люковой установки, то мы не ставили ее в виду прямых указаний данным нам зам. Нач. ВВС т. Смушкевичем. Если Вы считаете необходимым люковую установку, то мы приступим к ее проектированию».

Видимо, так оно и было сделано. У В. П. Иванова мы читаем:

«В феврале 1939 г. состоялось заседание макетной комиссии по самолёту ДР. Она выразила неудовольствие тому, что в люковой установке вместо спарки установлен один пулемёт ШКАС».

В отношении фотоаппаратуры военные высказали пожелание:

«Для перспективной съёмки предусмотреть установку АФА-27 и открывающиеся боковые окна в фонаре».

Комментарий Поликарпова:

«Размещение АФА-27 выполняем, но окна делать не будем впредь до исследования поведения фонаря при полётах на больших скоростях с отверстиями в остеклении».

Поликарпов обещал учесть требование комиссии об установке автопилота, но только со второго экземпляра самолёта.

Касаясь двух других проектов с двигателями М-88, родственных проекту ДР, обратимся снова к книге В. П. Иванова. Он пишет:

«БСБ (Ближний скоростной бомбардировщик), разработка которого велась параллельно с работами по ДР, был по размерности, аэродинамике и геометрическим параметрам идентичен самолёту ДР и отличался от него тем, что вместо разведывательного оборудования фюзеляж самолёта был приспособлен для несения бомб (до 800 кг внутри фюзеляжа, под фюзеляжем можно было подвесить ещё одну бомбу весом 1000 кг или под центропланом две по 500 кг)».

Был подготовлен эскизный проект БСБ, который, однако, не был утверждён ввиду отступлений от ТТТ – скорость была меньше заданной и отсутствовала люковая стрелковая точка (об ответах Поликарпова на эти претензии сказано выше).

По свидетельству В. П. Иванова, Поликарпов летом 1939 г. дал письменное указание начальнику бюро проектов Сигаеву рассмотреть вопрос об использовании на ДР, БСБ и МПИ моторов АМ-35 и СМ. При этом площадь крыла увеличивалась на 3 метра, так как размах возрастал на 1 метр за счёт изменения расстояния между нервюрами. Однако

«в середине 1940 г. появилось решение о прекращении всех работ над ДР, БСБ, МПИ-3». [4]

Самолёт СПБ на испытаниях в 1940 году. Уголок неба

В заключение скажем несколько слов об окончательной судьбе семейства ВИТ. Планировалась серийная постройка ВИТ-2 на заводе №22 в Филях, Москва, однако она так и не состоялась. В ходе дальнейших испытаний ВИТ-2 отказались от идеи универсального, адаптируемого самолёта в пользу постройки хотя и очень сходных, но специализированных вариантов. С этой меркой подошли и к варианту скоростного пикирующего бомбардировщика (СПБ), уже являвшему собой одну из ипостасей ВИТ-2. Началась работа над «переработанным» СПБ, которая шла в 1939-1940 годах. Итогом стало появление практически нового самолёта. Велась подготовка к серии. Тем временем шла и работа над конкурентами СПБ – самолётами Ар-2 и Пе-2 (эти названия они получили в декабре 1940 года, а до этого именовались СБ-РК и ПБ-100). В ходе испытаний поликарповского СПБ произошло несколько аварий и, наконец, катастрофа опытного самолёта 20 июля 1940 года. Она дала повод руководству НКАП и высшему руководству страны принять решение о прекращении всех работ по СПБ в пользу принятия на вооружение самолёта Пе-2. [5]

Литература и источники

[1] РГАЭ Ф. 8328 оп. 1 д. 1148 1938 г. Аэродинамический расчет и объяснительная записка завода №156 к эскизному проекту самолета «ДР». лл. 1-63.
[2] Там же, лл. 16-22.
[3] Там же, лл. 23-32
[4] В. П. Иванов. Самолёты Н. Н. Поликарпова. М.2004 с. 302
[5] Там же, с. 296-298

Автор выражает благодарность Е. И. Гордону за ценное содействие в подготовке статьи.

источник: Сергей Комиссаров ««ДР» – дальний разведчик из семейства ВИТ-2 Н. Н. Поликарпова» // Крылья Родины 5-6/2019, стр.136-142