Бомбардировщики СБ с моторами М-105
Бомбардировщики СБ с моторами М-105
Содержание:
К концу 1930-х годов стало ясно, что век скоростного бомбардировщика СБ, некогда наделавшего много шума благодаря своей высокой скорости, подходит к концу. Из основ проектирования самолета известно, что улучшения летных характеристик можно добиться путем уменьшения лобового сопротивления, полетного веса и использования более мощных двигателей. Однако применение моторов М-103 вместо М-100 удовлетворило военных лишь частично и на короткий период времени. Выручило появление в 1939 году 12-цилиндровых двигателей М-104, М-105, в том числе и в варианте с турбокомпрессорами ТК-2. Определенные надежды возлагались и на 1200-сильный М-106. Но как показала практика, самым реальным из них оказался М-105, развивавший на взлете 1100 л.с., а на высоте 4000 метров – 1050 л.с., чем и воспользовался главный конструктор завода №22 А. А. Архангельский.
Первые оценки летных данных СБ-бис с моторами М-105 сделали еще 1938 году. Ожидалось, что будет достигнута максимальная скорость 475 -500 км/ч при посадочной 110-115 км/ч. Дальность полета с 500 кг бомб составит 1200 киломметров (перегоночная возрастет до 2000 км), а практический потолок будет не менее 9000 метров. При этом в качестве эксперимента предлагалось установить на бомбардировщик четыре пушки ШВАК и два пулемета с управлением от летчика, а также новую переднюю конусную оборонительную установку.
Такая модернизация СБ могла составить заметную конкуренцию воздушному истребителю танков ВИТ-2 конструктора Н. Н. Поликарпова, но власть приняла предложение Архангельского, включив его в соответствии с постановлением Комитета Обороны (КО) от 5 мая 1939 года в текущий план опытного самолетостроения. Как следует из этого документа, опытно-конструкторскому отделу завода №22 (ОКО-22) предписывалось
«…предъявить на государственные испытания модернизированный самолет СБ с двумя М-105 к 15 июня с. г. со следующими данными:
Максимальная скорость на 4500 м – 470 км/ч,
Практический потолок – 9500 м…».
Второй экземпляр машины с двигателями М-104 требовалось представить на государственные испытания к 1 июля того же года, причем с теми же летными данными, что и с моторами М-105. Исключение составила лишь скорость – не менее 470 км/ч на высоте 7000 метров.
Самолет допускал пикирование с работающими двигателями, правда, непродолжительное время, и допускалось на этом режиме выбрасывание масла. Но на дальность полета это никак не влияло. По этому поводу технический директор авиамоторного завода №26 Лаврентьев сообщал:
«М-104, безусловно, лучше М-103 и в производстве никаких затруднений не вызывает, но в эксплуатации он значительно труднее, чем М-103. Управление переключением скоростей нагнетателя требует большого навыка и опыта.
Считаю необходимым немедленно приступить к войсковым испытаниям».
Однако заказчик остался при своем мнении, предпочтя двигатель М-105, оказавшийся в эксплуатации проще, чем М-103.
Вооружение обеих машин должно было состоять из пулемета ШКАС с боекомплектом в 500 патронов в передней части фюзеляжа у штурмана и Ультра-ШKAC (УШ) с основным боезапасом 800 патронов и дополнительным ящиком на 500 патронов в средней установке стрелка-радиста. Люковую установку предписывалось демонтировать.
Нормальная бомбовая нагрузка задавалась в 1000 кг (восемь бомб калибра 100 кг на внутренней подвеске и две таких же – под крылом, или четыре по 250 кг, из которых две подвешивались под крылом), в перегрузочном варианте допускалась подвеска до 1500 кг бомб (две по 500 кг под крылом, одна – в фюзеляже). Когда готовилось постановление КО, никто не знал, какой характер будет носить надвигающаяся война, поэтому предусмотрели и химическое вооружение в виде выливных авиаприборов (ВАП).
Говорилось в документе и о топливной системе самолета. Запас горючего следовало довести до 2000 литров, но баки можно было на первом этапе оставить без протектора.
Первую машину было необходимо предъявить в НИИ ВВС на государственные испытания 15 июля, вторую – к 7 августа 1939 года.
С января 1940 года на заводе №22 (тогда еще в подмосковных Филях) планировали начать 300-ю серию СБ, оснащенную моторами М-105, а с марта – 1200-сильным М-106. Однако последний, на который делали ставку и создатели истребителей, не удался, в результате пришлось ограничиться менее мощным М-105.
МАЛАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ САМОЛЕТА
Машина, ставшая развитием СБ бис 3, на заводе получила обозначение ММН, что означало «малая модернизация самолета Н». Последняя буква в этой аббревиатуре означала не что иное, как наименование изделия, под которым СБ строились на заводе №22.
Первый экземпляр ММН с М-105 изготовили 16 мая 1939 года. Внешне он мало чем отличался от серийного СБ, разве что иной формой носовой части фюзеляжа, меньшей (на 8 м²) площадью крыла, в котором разместили водорадиаторы охлаждения двигателей и щелевыми элеронами.
Хотя ММН и потяжелел на 70 кг, но это компенсировалось более мощными двигателями. И что очень важно – мощность в 1100 л.с. сохранялась до высоты 2000 метров. В консолях крыла, изготовленных по новой технологии со штампованными нервюрами из дюралюминия и сплошными стенками лонжеронов вместо ферменных, разместили дополнительные бензобаки емкостью 205 литров, а в угоду скорости ослабили оборонительное вооружение, заменив малоэффективную носовую установку с двумя пулеметами одним ШКАСом. Это позволило изменить обводы носовой части фюзеляжа, улучшив аэродинамику машины.
бомбардировщик ММН
По этой же причине существенные изменения претерпела кабина штурмана, вдобавок ко всему у него появился штурвал для управления самолетом. Он предназначался как для уточнения наводки машины на цель, так и для управления ею в критической ситуации. Но в отличие от аналогичного командного его сделали складывающимся вперед по полету, чтобы не мешал навигатору выполнять его прямые обязанности.
Носовая часть фюзеляжа самолета ММН
Тогда же отказались от люковой установки, оставив нижнюю полусферу самолета беззащитной. Сохранилась лишь фюзеляжная МВ-3 со ШКАСом и прицелом ОПТ-1. Нормальная бомбовая нагрузка (в грузовом отсеке) осталась прежней – 600 кг, как и максимальная – 1500 кг с учетом внешней подвески.
Машину изготовили в марте 1939 года, облетали, и к концу месяца после заводских испытаний, укомплектовав вооружением и оборудованием и доработав винтомоторную установку, предъявили в НИИ ВВС. А в декабре того же года построили дублер бомбардировщика с двигателями М-104.
С 1 июля 1939 года с опозданием на пять месяцев бригада НИИ ВВС (ведущие инженер Ефимов и летчик А. М. Хрипков, пилоты М. И. Верстин, А. П. Дудкин, А. И. Кабанов, Б. И. Покровский и И. С. Стадник) приступила к государственным испытаниям, завершившимся 16 августа. Однако их результаты ни военных, ни промышленность не обрадовали. С не совсем удачными винтами ВИШ-22Е скорость возросла лишь до 458 км/ч (задавалась 470-475 км/ч), что лишь на 49 км/ч превышало аналогичный показатель СБ 201-й серии, и на 33 км/ч – по сравнению с более ранними машинами 96-й серии.
Замена турели ТУР-8 на МВ-3 сделала кабину стрелка более просторной, но наводить пулемет на цель стало труднее.
В отчете по результатам государственных испытаний, в частности, говорилось:
«Самолет ММН 2М105 <…> испытания не выдержал ввиду недостаточной максимальной скорости, малой обороноспособности, недостаточности вооружения и оборудования, усложнения посадочных свойств…
В настоящее время самолет ММН по летным данным уже сильно отстал. Т.к. на 1940 г. необходим средний бомбардировщик со скоростью <…> 500 км/ч и выше».
В выводах же отмечалось, что:
«Летные качества <…> ММН в горизонтальном полете, наборе высоты и маневренности сходны с качествами серийных самолетов СБ.
Взлет характеризуется значительным увеличением разбега и необходимостью длительного выдерживания, что требует хорошего аэродрома.
Посадка значительно сложнее серийных самолетов, т.к. требуется подход к земле на скорости 160 км/ч даже с выпущенными щитками, в силу большого пробега. Эти ухудшения в технике пилотирования вызваны в основном уменьшением площади крыла».
К другим недостаткам машины отнесли сильное задувание в щель передней пулеметной установки, углы отклонения которой и подвижность были явно недостаточны для ведения воздушного боя, неудобное расположение приборной доски штурмана и искажение изображения верхней полусферы через выпуклую часть остекления.
Положительным же моментом указывалась новая носовая часть фюзеляжа, снизившая лобовое сопротивление машины и улучшившая условия работы штурмана, расширив столь необходимый обзор из его кабины. Также в кабине появился увеличенный нижний люк для удобства посадки и аварийного покидания самолета штурманом, а астролюк снабдили убирающимся козырьком и предусмотрели открывающееся окно для визуальной связи с летчиком. Оценили испытатели и турель МВ-3: с ней кабина стрелка-радиста стала просторнее, но, с другой стороны, она заметно снижала скорость полета.
В целом ММН оказался неудачным и испытаний не выдержал, хотя послужил ступенькой к машине СБ-РК (радиаторы в крыле), будущему Ар-2.
Дублер ММН выпустили с двигателями М-104 взлетной мощностью по 900 л.с. (на расчетной высоте 3300 метров – 1000 л.с.). Сведения о его испытаниях отсутствуют, но можно предположить, что основные летные данные машины изменились мало, а разбег должен был быть даже длиннее.
СБ С РАДИАТОРОМ В КРЫЛЕ
Появлению СБ-РК предшествовал еще один самолет. В 1940 году на серийный СБ №1/227 установили двигатели М-105, и в марте предъявили в НИИ ВВС. Ведущими на этапе государственных испытаний были инженер Н. Н. Фингеров, летчик А. М. Хрипков и штурман С. З. Акопян. По сравнению с серийными «Щуками» (так авиаторы называли СБ с моторами М-103) обновленный самолет потяжелел на 260 кг. Несмотря на значительно возросшую мощность силовой установки, его скорость увеличилась лишь на 15 км/ч на высоте 4000 метров, а на 2000 метрах и у земли – на 40 км/ч. Небольшая прибавка и для 1940 года была явно недостаточна.
По мнению летчиков-испытателей, техника пилотирования СБ и поведение машины по сравнению с предшественниками ничем не отличались.
Еще одним способом улучшить летные данные бомбардировщика стала установка на двигатели М-105 турбокомпрессоров ТК-2. С 15 мая по 5 сентября на самолете, оснащенном ими, выполнили 12 полетов. И в первых же дал о себе знать бафтинг – вибрации горизонтального оперения при скорости 190-270 км/ч. При большей скорости сохранялась общая высокочастотная тряска машины органов управления. Причину ее возникновения так и не определили, но предположили, что это связано с выхлопными газами, истекавшими из турбокомпрессоров и попадавших на оперение. Отклонение закрылков на угол 5-6 градусов уменьшало и частично устраняло тряску.
Самолет СБ-РК
Опытный экземпляр СБ-РК (заводской №2/281) с моторами М-105 и винтами ВИШ-22Е предъявили на государственные испытания 11 мая 1940 года. Ведущими по машине были инженер Ефимов и летчик-испытатель А. И. Кабанов. Облетывали машину А. М. Хрипков, П. М. Стефановский, А. К. Долгов, Щербаков и Соколов. По сравнению с СБ 211-й серии площадь консолей ее крыла уменьшили на 7,7 м² и увеличили до 12,5 градусов угол стреловидности передней кромки. В крыле ферменные нервюры (кроме 9-й и 13-й) заменили штампованными из дюралюминия. На 0,32 м² уменьшили площадь вертикального оперения (киля до 1,47 м², а руля поворота – до 2,48 м²), но увеличили с 1,99 до 2,76 м² площадь посадочных щитков. А фонарь кабины летчика сделали утопленным в закрытом положении, заподлицо с поверхностью фонаря.
Выходные жалюзи канала водорадиатора в крыле бомбардировщика СБ-РК
Самолет на испытаниях не имел пулеметных установок, носовой МВ-2 (доставшейся в наследство от серийных СБ) и фюзеляжной МВ-3 Торопова (вместо нее была Тур-9), а также балочных держателей для бомб под крылом. Запас горючего предлагалось довести до 1100 кг.
Испытания СБ-РК заняли всего пять дней и завершились 15 мая, а отчет об их результатах утвердили 29 мая. Это совпало с началом поставок в Советский Союз боевых самолетов, закупленных в Германии, что позволило в отчете сделать запись:
«В целях использования СБ как пикирующего бомбардировщика необходима разработка для него воздушных тормозов по типу Ю-88».
По результатам государственных испытаний самолета №2/281 было установлено, что его время виража на высоте 3000 метров составило 35 секунд. Для сравнения у Пе-2 №3/67 весной 1942 года этот параметр (правда, на высоте 1000 метров) составил 27-29 секунд, а у истребителя Bf 109E – на той же высоте – 26,5-29,4 секунды. Если учесть, что мощность двигателей СБ-РК с подъемом на высоту уменьшалась почти на восемь процентов, то получается, на вираже бомбардировщик мог заходить в хвост Bf109E.
В соответствии с постановлением Комитета Обороны №240с от 1 июля 1940 года бомбардировщик начали переводить в разряд пикирующих, оснащая их тормозными решетками под крылом и автоматами вывода из пикирования. На принятие этого решения, скорее всего, повлиял опыт, полученный в ходе войны с Финляндией. Войсковые испытания на пикирование проводились на трех СБ-3бис с моторами М-103. Командирами экипажей были летчики-испытатели НИИ ВВС В. И. Жданов, М. Н. Субботин и И. П. Пискунов. Испытания, проведенные в боевой обстановке, показали, что
«Самолет СБ-2М103 с ВИШ-22 <…> может пикировать под углами 70-80 градусов <…> с ограничением на выводе из пикирования индикаторной скорости 520 км/ч и перегрузки 3,5.
Самолет обладает достаточной устойчивостью при пикировании с нормальной центровкой и полетным весом 6200 -6600 кг. Хорошо слушается рулей на любом участке пикирования.
Метод бомбометания с пикирования, разработанный специалистами полка боевого применения НИИ ВВС совместно с ЦАГИ <…> может быть рекомендован для всех пикирующих бомбардировщиков, имеющих в составе своих экипажей штурманов».
Поскольку упомянута величина нормальной перегрузки при выводе из пикирования, то уместно сообщить, что самолет СБ был рассчитан на 7-кратную перегрузку при требуемой по нормам прочности 8,1-кратной. С учетом полуторакратного коэффициента безопасности эксплуатационная перегрузка не должна была превышать 4,65g и 5,4g соответственно. В то же время для французских самолетов аналогичного назначения задавалась 7-кратная, а в США – 5,5-кратная перегрузка. Отсюда и планеры зарубежных машин получались заметно легче отечественных. В связи с этим для проектировавшегося самолета «Б» А. А. Архангельский в начале января 1940 года запросил разрешение у начальника ВВС Я. В. Смушкевича и начальника НИИ ВВС А. И. Филина принять запас прочности для расчетного случая «А» не более 8, в то время как по нормам прочности он достигал 8,8.
Постановлением Комитета Обороны от 1 июля 1940 года Наркомату авиационной промышленности поручили модифицировать СБ-РК в пикирующий бомбардировщик и тем же летом машину предъявили в НИИ ВВС на повторные испытания, но уже с новой носовой частью под стрелковую установку с одним пулеметом ШКАС. Информацию о причинах последнего обнаружить не удалось, но складывается впечатление, что на это решение повлияла компоновка носовой части немецкого трофейного бомбардировщика Не 111 с пулеметной установкой в виде купола, вращавшегося вокруг продольной оси. В 1938 году самолет всесторонне исследовали на заводе №156, а пулеметную установку применили на ДБ-3Ф, но в улучшенном виде.
В итоге, скорость машины у земли возросла на 5 км/ч, но на высоте 4700 метров – упала на 10 км/ч. Из-за возросшего полетного веса практический потолок снизился на 400 метров, зато перегоночная дальность благодаря большему запасу горючего составила 1500 км.
Пикирующий бомбардировщик Ар-2 конструктора А. А. Архангельского
Помимо определения основных характеристик машины, в институте исследовали ее поведение при пикировании без воздушных тормозов. При этом летчики отмечали недостаточную путевую и поперечную устойчивость.
К концу августа 1940 года на СБ-РК (заводской №2/281) увеличили угол поперечного «V» крыла на 1 градус 40 минут (до этого – 6 градусов 50 минут) и изменили компенсацию рулей высоты и направления, приступив к монтажу тормозных решеток под крылом, предварительно отработанных на серийном СБ с моторами М-103А, но с крылом меньшей площади, аналогичном несущей поверхности СБ-РК. На доработанной машине с 20 августа по 10 сентября выполнили пять полетов.
Положение центра тяжести улучшенного СБ-РК при нормальном взлетном весе и убранном шасси – 30% средней аэродинамической хорды (САХ). Его вооружение состояло из трех ШКАСов. В грузовом отсеке допускалась подвеска до шести бомб калибра 100 кг, по две – 250 или 500 кг, а под крылом – до четырех ФАБ-250 или двух ФАБ-500.
Надо отметить, что летные данные этого бомбардировщика могли быть и выше при условии замены расчалочного горизонтального оперения свободнонесущим и уборки хвостовой опоры шасси. Но этого не произошло, поскольку в 1940 году альтернативы СБ-РК еще не было, а довести до кондиции скоростной пикирующий бомбардировщик ПБ Н.Н. Поликарпова руководство НКАП не дало. На СБ-РК №15/250 смонтировали новую фюзеляжную стрелковую установку Торопова со сдвижным поднимающимся вверх фонарем, аналогичную примененной на Пе-2, и в сентябре приступили к ее испытаниям. В итоге, СБ-РК, получивший в декабре 1940 года обозначение Ар-2, запустили на заводе №22 в серийное производство.
Ар-2 на испытаниях в НИИ ВВС
17 января 1941 года завершились государственные испытания трех Ар-2 с рекомендацией запуска их в массовую серию.
В 1940-м на заводе №22 построили 71 экземпляр СБ-РК, а в следующем году – 69 СБ-РК и 127 Ар-2 (100 – в январе и 20 – в феврале), хотя в 1941-м планировали сделать 1000 таких машин. Выпуск Ар-2 осуществлялся параллельно с ранней версией СБ, но с моторами М-105. После чего предприятие полностью перешло на изготовление пикирующего бомбардировщика Пе-2. По замыслам мирного времени, самолет Ар-2 должен был стать переходным от СБ к «пешке», но начавшаяся война заставила пересмотреть все планы.
В СТРОЮ
Согласно постановлению ЦК ВКП(б) от 25 февраля 1941 года, для подготовки летного состава бомбардировочных частей ВВС Красной Армии бомбометанию с пикирования на самолетах Ар-2 и Пе-2, Наркомат обороны обязали:
«1. В соответствии с поступлением от промышленности в 1941-м году самолетов Ар-2 и Пе-2, вооружить 40 авиаполков, из них <…>3 авиаполка на <…> Ар-2.
2. Летный состав перевооружаемых 40 авиаполков на <…> Ар-2 и Пе-2 обучать бомбометанию с пикирования до углов 80 градусов. <…>
5. Обучение бомбометанию с пикирования организовать в следующем порядке:
а) к 1 марта 1941 года перевооружить в 10 полках СБ и 1-м истребительном авиаполку 13 авиаэскадрилий на самолетах Ар-2, из них:
ЛВО – 2 эскадрильи (с дислокацией на аэродроме 58-го ближнебомбардиро-вочного авиаполка (ббап) в Старой Руссе и 2-го ббап в Новгороде. – Прим. авт.)
ПрибВО – 2 эскадрильи (с дислокацией на аэродроме 46-го ббап в Шавли и 54-го ббап в Повертечай. – Прим. авт.)
ЗапВО – 2 эскадрильи (с дислокацией на аэродроме 13-го ббап в Россе. -Прим. авт.)
КОВО – 2 эскадрильи (с дислокацией на аэродроме 33-го ббап в Белой Церкви. – Прим. авт.)
ОДВО – 2 эскадрильи (с дислокацией на аэродроме 132-го ббап в Кировограде. – Прим. авт.)
МВО – 2 эскадрильи (с дислокацией на аэродроме 134-го ббап в Подольске и 27-го иап в Клину. – Прим. авт.)
ДВФронт – 1 эскадрилья <…>» (с дислокацией на аэродроме 57-го ббап в Черниговке. – Прим. авт.)
Кроме этого, для переучивания летного состава выделялась опытная эскадрилья Научно-испытательного полигона авиационного вооружения (НИП АВ) в подмосковном Ногинске. Всего же в 1941 году на Ар-2 планировали переучить 183 летчика.
Ар-2 на аэродроме строевой части
О боевой работе «Архангельского» информации немного. В большой степени этому способствовало и то, что Ар-2 поступали в полки, оснащенные бомбардировщиками СБ. Тем не менее, известно, что к началу войны в военных округах западного направления находилось 114 Ар-2. В частности, в Ленинградском военном округе во 2-м бап 1-й смешанной авиадивизии (сад), дислоцировавшемся на аэродроме Крестцы, на 22 июня 1941 года числилось 23 машины, в ВВС Прибалтийского особого военного округа в 46-м скоростном бап (сбап) на аэродроме Шавли, 4-й сад и 54-м сбап (аэродром Вильно, 8-я сад), на Западном фронте – 22 Ар-2. 10 августа 1941 года из 2-й авиадивизии передали восемь Ар-2 на доукомплектование 58-го сбап. Также Ар-2 можно было встретить на аэродромах 73-го сбап Краснознаменного Балтийского флота, 33-го и 134 сбап 46-йсад, 1-го ночного бомбардировочного авиаполка (нбап).
На 22 июня 1941 года, как ни странно, в 27-м истребительном авиаполку (иап) 24-я истребительная авиадивизия (иад) ПВО Москвы имелась эскадрилья Ар-2, включая один СБ (видимо, учебный) и в начале июля все бомбардировщики передали в другой полк.
К началу октября 1941 года Ар-2 наравне с Су-2 были основными бомбардировщиками Резервного фронта.
Вынужденная посадка Ар-2 в поле
18 октября 1941 года из Горгана (Иран) в подмосковный Егорьевск прибыл 1-й нбап на самолетах СБ. На 30 июня 1942 года в полку числилось два Ар-2. Но найти отзывов военных об этих машинах так и не удалось. В штабных же отчетах результаты боевой работы обычно сваливались в одну «кучу» с СБ.
Экипаж Ар-2 на фронтовом аэродроме. Зима 1941 – 1942 гг.
Но как минимум два серийных Ар-2 на фронт не попали. Один из них (№17/519), переданный из ЛИИ трудился на заводе №22. Об этом свидетельствует авария, произошедшая 13 января 1942 года. В тот день экипаж летчика Г. П. Шустоваля из транспортной группы предприятия совершал перелет из Казани в г. Молотов (ныне Пермь). Примерно на середине маршрута ухудшилась видимость, и самолет, летевший на малой высоте, столкнулся с землей в районе деревни Большие Ключи.
Второй самолет ЭМТ – Ар-2 №17/517 с моторами М-105 №045-155 и 115-258 числился в НИИ ВВС и 1 февраля 1943 года его отправили в Военно-Морское авиаучилище.
Что касается СБ с моторами М-105, и они не все участвовали в боях. Так, один из них №5/320, с винтами ВИШ-22Е, радиостанцией РСБ на 1 апреля 1943 года находился в летном состоянии на аэродроме Кольцово под Свердловском. Довольно долго летали эти машины и после войны, причем в народном хозяйстве. Например, СБ №7/315 с моторами ВК-105ПФ2 и ВИШ-106СВ от Пе-2 (левый) и ВК-105ПФ (СССР-Х797 МСХМ) числился на заводе №320. Бомбардировщик был выпущен в 1940 году с моторами М-1 ОЗУ. 6 марта 1949 года он потерпел аварию при испытании одного из боеприпасов (изделия 070). В тот день летчик Мустафин, набрав высоту 3500 метров, сбросил изделие с первого захода и развернулся в сторону аэродрома, после чего левый двигатель заглох, и самолет продолжал полет с быстрой потерей высоты и скорости. Пройдя вокзал города Чебоксары, зацепил левой лыжей за сарай в 100 метрах от станции, сорвал левую и костыльную лыжу и ударился о снежный покров.
Видимо, на этом и завершилась «биография» скоростного бомбардировщика.
источник: Н. Якубович «СБ с моторами М-105» «Моделист-конструктор» 2019-03, стр.30-35
