Чайки над морем. Альтернативные палубные самолеты Шаврова-Бартини из мира коллеги Aley-я. Часть 1

Хочу выразить благодарность коллегам Aley, redstar72, ESur за помощь в написании, редактировании, окраске фотографий (Aley)  и коллеге бороде за раскраску профилей.

Ложкой дегтя в замечательной статье «Некоторые фантазии об альтернативном флоте СССР извлеченные из нощных моих размышлений. Часть 1.» уважаемого коллеги Aley-я стал состав авиагруппы советского авианосца «Красный авиатор». Если дряхлые Р-5Т в роли торпедоносцев и разведчиков и И-15/И-152/И-153 в роли истребителя еще худо-бедно могли выполнять свои задачи (соревнуясь по степени устарелости с Fairey Swordfish, Gloster Gladiator, Yokosuka B4Y и Grumman F3F), то И-15/И-152/И-153 в роли пикирующего бомбардировщика были откровенным издевательством.

Поэтому по просьбе нашего уважаемого коллеги были сделаны наметки о возможном составе авиагруппы на 1940-41 года. Из тех наметок и родилась данная статья. В качестве исходных данных были приняты следующие допущения (1 и 2 — коллеги Aley-я, 3 и 4 — мои):

1. полноценное применение и обслуживание поставленных по ленд-лизу торпедоносцев Grumman TBF Avenger,
2. наличие на авианосце мощных опреснительных установок, обеспечивающих возможность применения авиагруппы, состоящей из самолетов с двигателями, имеющими водяное охлаждение,
3. начало разработки самолетов — 1936 год и совпадение по времени с конкурсом на многоцелевой самолет «Иванов»,
4. доведение до серийного производства палубных самолетов.

Последнее допущение является в данной АИ самым важным. Дело в том, что в ходе репрессий 1937-1938 гг. многие составители и даже лица, утверждающие планы развития РККФ, канули в лету. Также пострадал ряд инженерно-технических работников высокой квалификации, что могло как затормозить создание новых самолетов, так и вовсе вычеркнуть их из планов как «вредительские». Окончание периода «ежовщины» совпало с развертыванием программы строительства новых скоростных самолетов для ВВС РККА, в связи с чем все предложения моряков по созданию машин под свои специализированные требования, равно как выделение ряда ОКБ (Бериева, Четверикова и Голубкова) были отклонены. Вместо этого им порекомендовали довольствоваться едиными с РККА типами машин, модифицированными под флотские требования. Т.е. «Красный авиатор» вместо специализированных машин мог получить в качестве истребителей и пикировщиков все те же И-152/153, а в качестве торпедоносца/бомбардировщика»Иванов» (поликарповский или суховский) или кочеригинский СР.

Содержание:

Выработка требований к матчасти

Опытная эксплуатация Р-5Т/Р-5ТМ¹ и И-15/И-152 в составе авиагруппы авианосца «Красный авиатор» в руководстве РККФ с самого начала осознавалась как временная мера, направленная на то, чтобы обучить летные кадры и накопить опыт применения с определением требуемых типов самолетов и выработкой их тактико-технических данных.

Первые советские палубные самолеты середины-конца 30-х годов (Р-5Т и И-15)

Первые советские палубные самолеты середины-конца 30-х годов (Р-5Т и И-15)

К началу 1936 года (по результатам опытного применения собственной матчасти и полученных разведкой данных о принятых на вооружение палубных самолетов вероятных противников) в недрах управления ВМС РККА было принято решение о замене авиапарка и выработке тактико-технических требований (ТТТ) на создание самолетов новых типов.

Схемы Р-5ТМ

Опыт и развединформация позволили вполне четко определить закладываемые в ТТТ характеристики машин:

Типы палубных самолетов

В ходе выбора типажа рассматривались назначение самолетов, входящих в состав авиагрупп основных эксплуатантов палубной авиации:

• САСШ — в состав авиагруппы входят трехместные торпедоносцы/бомбардировщики, двухместные пикировщики, одноместные истребители,
• Япония — в состав авиагруппы входят трехместные торпедоносцы/бомбардировщики, двухместные пикировщики, одноместные истребители,
• Великобритания — в состав авиагруппы входят трехместные торпедоносцы/бомбардировщики, двухместные истребители,
• СССР — в состав авиагруппы входят одноместные (впоследствии двухместные) торпедоносцы/бомбардировщики/разведчики, одноместные пикирующие бомбардировщики/штурмовики, одноместные истребители.

Некоторые из потенциальных противников советской палубной авиации середины-конца 30-х годов — Fairey Swordfish.

Некоторые из потенциальных противников советской палубной авиации середины-конца 30-х годов — Gloster Sea Gladiator.

Некоторые из потенциальных противников советской палубной авиации середины-конца 30-х годов — Grumman F3F.

В ходе обсуждения было решено, что авиагруппа должна включать следующие самолеты со следующим количеством экипажа (в скобках указаны функции, выполняемые членами экипажей):

• дальний разведчик — двухместный (летчик, наблюдатель-стрелок),
• лидер соединения — двухместный (летчик, штурман-стрелок),
• торпедоносец — двухместный (летчик, стрелок),
• бомбардировщик — двухместный (летчик, бомбардир-стрелок),
• пикировщик — одноместный (летчик),
• истребитель — одноместный (летчик).

В целях удешевления и ускорения разработки и ввода в эксплуатацию было решено совместить типы самолетов и заказать разработку двух базовых семейств, машины которых должны иметь большое количество общих унифицированных узлов и деталей (общими предполагались двигатели, включая их капотирование, вооружение и оборудование). Также желательной была межсемейственная унификация.

Первая машина должна была взять на себя функции дальнего разведчика, лидера, торпедоносца и бомбардировщика, вторая — пикировщика и истребителя.

Габариты самолетов

Как известно габариты палубного самолета определяются размерами ангаров и самолетоподъемников. И поэтому при составлении ТТТ данный пункт не стал критичным и вызывающим много споров. Дело в том, что во время переделки «Измаила» в авианосец был предусмотрен вариант применения корабля в качестве транспорта сухопутной авиации на удаленные ТВД. Поэтому самолетоподъемники (габаритные размеры 15,5 м × 13 м) и ворота ангаров были сделаны такими, чтобы обеспечить возможность перемещения и подъема без складывания крыльев одномоторных самолетов РККА, как стоящих на вооружении в тот момент, так и принимаемых на вооружение.

Материал конструкции

В ходе опытной эксплуатации Р-5Т/Р-5ТМ и И-15/И-152 было выяснено, что агрессивная среда отрицательно воздействует на деревянные элементы конструкции этих машин, быстро приводя последних в полную непригодность. Исходя их этого в ТТТ было указано, что конструкция самолетов исключительно цельнометаллическая. Ряд узлов самолетов должен был иметь антикоррозионную защиту.

Летно-технические характеристики

Торпедоносец/разведчик/бомбардировщик/лидер соединения (ТРБЛ)

От ТРБЛ требовали обеспечения следующих ЛТХ:

• максимальная скорость 400-450 км/ч;
• посадочная скорость 80-85 км/ч;
• практический потолок 9-10 км;
• дальность полета при нормальной грузоподъемности на экономической скорости — 2000 км;
• нормальная грузоподъемность — 1000 кг;
• экипаж 2 чел.;
• вооружение:
  • стрелковое 4×7,62-мм передних пулемета ШКАС, 1×7,62-мм пулемет ШКАС в оборонительной турели ТУР-МВ-2
  • бомбовое 1000 кг или 1 торпеда 45-36
  • типоразмер бомб 250, 500, 1000 кг

Истребитель/пикирующий бомбардировщик (ИПБ)

4.2.1 К пикирующему бомбардировщику были выдвинуты следующие ЛТХ

• максимальная скорость 450-500 км/ч;
• посадочная скорость 80-85 км/ч;
• практический потолок 9-10 км;
• дальность полета при нормальной грузоподъемности на экономической скорости — 2000 км;
• время набора высоты 5000 м — 6,5-7,5 мин;
• нормальная грузоподъемность (пикирующий бомбардировщик) 500 кг;
• максимальная грузоподъемность (пикирующий бомбардировщик) 750 кг;
• экипаж 1 чел.;
• вооружение:
  • стрелковое 4×7,62-мм пулемета ШКАС
  • бомбовое: типоразмер бомб 250, 500 кг

К истребителю были выдвинуты следующие ЛТХ

• максимальная скорость 500-550 км/ч;
• посадочная скорость 80-85 км/ч;
• практический потолок 9-10 км;
• дальность полета при нормальной грузоподъемности на экономической скорости — 2000 км;
• время набора высоты 5000 м — 5,5-6,0 мин;
• максимальная грузоподъемность 250 кг;
• экипаж 1 чел.;
• вооружение:
  • стрелковое 4×7,62-мм пулемета ШКАС или 2×20-мм пушки ШВАК;
  • бомбовое: типоразмер бомб 100, 250 кг

Специальное оборудование

Все разрабатываемые самолеты должны были иметь обзор в 360° и быть оснащены специальным оборудованием для выполнения приземления на палубу. На самолеты должны быть установлены приемо-передающие радиостанции 13-СКМ (М — морской вариант).

Силовая установка

В соответствии с заложенным в п.1 принципом унификации ТТТ было внесено требование обеспечения двух базовых машин двигателем одного типа. По условиям эксплуатации палубных самолетов стран империалистического окружения более предпочтительными были двигатели воздушного охлаждения, не требовавшие запаса воды. Однако имевшиеся в наличие двигатели воздушного охлаждения не могли развить мощность, необходимую для выполнения заданных летно-технических требований. Поэтому исходя из опыта эксплуатации на «Красном авиаторе» торпедоносцев Р-5Т/Р-5ТМ (запас тоннажа и отличная работа развитой системы опреснения воды) в выборе силовой установке было решено отдать предпочтение двигателю водяного охлаждения конструкции А.А. Микулина — АМ-34ФРН.

Сроки предоставления проектов

• 31 марта 1936 года — эскизные проекты самолетов
• 31 августа 1936 года — проекты и макеты самолетов
• 31 марта 1937 года — опытные образцы самолетов

Выдача техзадания состоялась в январе 1936 года.

Проектирование и разработка

Одновременно с выдачей управлением ВМС РККА техзаданий на палубные самолеты в начале 1936 года Управление ВВС РККА предложило действующим конструкторским бюро к 20 декабря 1936 г. спроектировать многоцелевой боевой скоростной моноплан под двигатель АМ-34ФРН. Этот двигатель, взлетной мощностью 1200 л.с, номинальной 1025-1050 л.с, с сухим весом 690 кг представлялся на тот момент наиболее приемлемым для осуществления подобной задачи, так как являлся реальным продуктом отечественной авиамоторной промышленности. Требования к скоростной многоцелевой машине были практически идентичны требованиям, указанным в техзадании на ТРБЛ и поэтому в управлении ВМС РККА решили «оморячить» наиболее понравившийся проект.

В течение означенного промежутка времени конструкторские коллективы Григоровича, Поликарпова, Немана, Кочеригина, Сухого и Ильюшина предоставили свои предложения на уровне эскизных проектов. И если в выборе сухопутного самолета Управление ВВС уменьшило когорту созидателей до трех участников: Поликарпова, Немана и Сухого, то управление ВМС РККА в своих предпочтениях остановилось на проектах Д.П. Григоровича и С.В. Ильюшина.

От цельнодеревянного самолета Немана моряки отказались сразу же, Кочеригину и представившему семейство машин (истребитель, штурмовик-разведчик и корректировщик) под мотор АМ-34 Н.Н. Поликарпову также был дан отказ из-за смешанной конструкции их машин. Наиболее удачным самолетом конкурса был «Иванов» Сухого, который вообще мало подходил для действий с авианосца — это был скорее скоростной легкий ближний бомбардировщик.

Проект истребителя Н.Н. Поликарпова под двигатель АМ-34

Внимание моряков привлекли к себе самолеты Григоровича и Ильюшина. Отвергнутые ВВС проекты штурмовиков-разведчиков Григоровича и Ильюшина определенно не были лучшими в числе конкурсантов: машина Григоровича была переразмерена и с трудом вмещалась в самолетоподъемник, расчетные характеристики также были ниже, чем у конкурентов; самолет Ильюшина представлял собой лишь самые общие наметки.

Схемы дальнего штурмовика-разведчика Григоровича

Возможно сказалось желание моряков быть особняком от сухопутчиков, а возможно, что сыграли административный ресурс в лице оставшегося на своем посту начальника отдела опытного самолётостроения и старая память, поскольку Дмитрий Павлович был тесно связан с тематикой флотской авиации еще в Первую Мировую войну. Однако наиболее вероятной является приведенная в «Истории конструкций самолетов в СССР. До 1938 года» В.Б. Шаврова версия о предпочтении моряками крупноразмерных цельнометаллических конструкций.

С истребителем/пикирующим бомбардировщиком было немного проще: еще в 1935 году Ильюшин стал проектировать истребитель с мощным мотором АМ-34 и был единственным кроме уже упоминавшегося Поликарпова и Григоровича (его проект представлял собой переделку ИП-2 под мотор АМ-34), кто вовремя предоставил управлению ВМС РККА эскизный проект. Оба эскизных проекта не полностью удовлетворяли требованиям моряков, но предпочтение было отдано машине Григоровича, как требующей меньших доработок.

Однако произошло то, чего никто не мог предполагать — у Дмитрия Павловича обнаружили резко прогрессировавший рак крови. В результате в наркомате авиапромышленности было принято решение об временном объединении двух работавших над палубными самолетами КБ в одно. В результате такого решения ОКБ-153 (Григоровича) и ЦКБ авиазавода № 39 (Ильюшина) были слиты: приказом ГУАП главным конструктором объединенного КБ по тематике палубной авиации (название осталось старым — ОКБ-153) назначался Д.П. Григорович, но учитывая его постоянно ухудшающееся здоровье, бразды правления в свои руки взял назначенный его заместителем Сергей Ильюшин.

Поскольку у С.В. Ильюшина помимо доработки эскизных проектов ИПБ и ТРБЛ была еще административная работа и не менее важные работы по организации переоснащения выделенного под производство палубных самолетов завода №240 и внедрению ДБ-3 на заводах №№18, 39, 126 и по модификациям этого самолета, то фактическим руководителем проектов был зам. Григоровича В.Б. Шавров. Помошником и научным консультантом Шаврова выступил незадолго до этого перешедший в ЦКБ-39 Р.Л. Бартини.

Истребитель/пикирующий бомбардировщик

За основу истребителя/пикирующего бомбардировщика был взят хорошо знакомый Шаврову проект ДГ-54. Последний истребитель Григоровича был значительно доработан: была произведена замена мотора, перепроектирована и усилена моторама, для парирования крутящего момента была примерно на метр увеличена длина самолета, изменены его поперечное сечение и хвостовая часть. Венчал фюзеляж фонарь с большой площадью остекления.

Жестко заданное требования ТЗ обеспечения дальности 2000 км и хороших взлетно-посадочных характеристик заставило разработчиков пойти на ряд неодинарных решений. Так было решено освободить крыло от каких-либо дополнительных устройств: вооружение и радиаторы было решено перенести в фюзеляж, оставив в крыле только механизацию, шасси и топливные баки. Чтобы уменьшить высоту стоек шасси крылу была оставлена схема «обратная чайка». Чтобы уменьшить занимаемую шасси площадь крыла, также были оставлены стойки шасси исходного проекта ДГ-54. Изменения коснулись кинематики стоек: благодаря расчетам Бартини при сохранении прежнего занимаемого объема, они были увеличены и усилены.

После изучения оперативно закупленного Seversky SEV-1XP, тонкое крыло истребителя было перепроектировано: оно получила один главный и два вспомогательных лонжерона и мощную механизацию передней и задней кромок. На консоли крыла устанавливались автоматические предкрылки, зависающие элероны и разрезные закрылки, на центропланной части консолей крыла устанавливались посадочные щитки. При выпуске шасси механизация выпускалась автоматически. Также автоматически выпускались предкрылки при выполнении виража, а разрезные закрылки и элероны — при пикировании.

Внутреннее пространство крыла было разбито на сегменты под размещение топливных баков. Используя при разработке крыла машину Прокофьева-Северского, Шавров и Бартини для своих самолетов не стали слепо копировать топливную систему. Топливные баки являлись составной частью силовой конструкции крыла и каждый бак состоял из двух секций, передней и задней, между которыми проходил основной лонжерон. Нервюры играли роль перегородок и были приклепаны к обечайке и стенкам баков. Обечайка была выполнена из листа дюралюминия. В отличие от «мокрого крыла» любая секция бака могла быть легко демонтирована для проведения ремонта или замены. Поводом использовать такую схему установки баков стало желание Шаврова и Бартини обеспечить максимально высокую плотность компоновки и минимизировать вес и габариты топливной системы. Немного позднее подобная конструкция топливных баков была применена на британском истребителе Уэстленд «Уирлуинд».

Для обеспечения взлета пикировщика с подфюзеляжной 500-кг бомбой убирающееся хвостовое колесо было сделано с большим ходом штока.

Поскольку в варианте торпедоносца/пикирующий бомбардировщика подфюзеляжные водо- и маслорадиаторы «затенялись» торпедой/авиабомбой и параллелограммным механизмом, то были рассмотрены два варианта их переноса:

1. вперед под мотор,
2. перенос радиаторов в заднюю часть фюзеляжа.

Если первый вариант вызывал увеличение лобового сопротивления, то второй вариант, предлагал ряд компоновок:

• выдвижной радиатор;
• внутреннее расположение водо- и маслорадиаторов:
  • воздухозаборник внизу, выход вверху;
  • воздухозаборник вверху, выход внизу;
  • воздухозаборники на бортах, выходы на бортах.

Первые три варианта, несмотря на их традиционность (выдвижной радиатор) и новаторство (внутреннее расположение радиатора с вертикальным перемещением потока охлаждающего воздуха) или давали дополнительное сопротивление при охлаждении, или не обеспечивали унификацию с ТРБЛ, не обеспечивая стрелку возможности ведения огня.

Схемы проекта ИПБ

Несмотря на крайнюю необычность, последний вариант оказался весьма перспективным — продувки в аэродинамической трубе ЦАГИ показали, что лобовое сопротивление оказалось наименьшим из всех четырех вариантов. Для уменьшения лобового сопротивления охлаждающий воздух разгонялся специальным вентилятором, приводимым в движение небольшим компрессором, работающим на выхлопных газах, часть которых отбиралась от основнух патрубков. Еще одной особенностью системы охлаждения была возможность применения задних створок водо- и маслорадиаторов ИПБ при пикировании в качестве тормозных щитков.

Синхронные пулеметы ШКАС или пушки ШВАК устанавливались в фюзеляже. Под крылом и фюзеляжем самолета в варианте пикировщика были предусмотрены съемные держатели на две 100 или 250-кг бомбы и параллелограммный механизм под бомбы калибром 250-500 кг.

Торпедоносец/разведчик/бомбардировщик/лидер соединения

Используя наработки по проектам Григоровича и Ильюшина и замечания управления ВМС РККА к проекту Григоровича, Шавров и Бартини решили создать новую машину на основе отвергнутого ВВС ильюшинского проекта легкого скоростного штурмовика/разведчика. Проект ТРБЛ должен был быть конструктивно схож с проектом ИПБ.

Фюзеляж машины был увеличен до примерно 11,5 метров, носовая часть с синхронными пулеметами была взята из проект ИПБ. Кабина пилотов, подобно кабинам других участников конкурса на многоцелевой боевой скоростной моноплан, получила большую длину, место пилота было смещено немного вперед, а штурмана/бомбардира/стрелка — назад, создав между из рабочими местами достаточное расстояние для эргономичного применения бомбового прицела. Кабина штурмана/стрелка была оборудована вращающейся турелью под пулемет ШКАС.

Машина получила новое крыло эллиптической формы увеличенных по сравнению с прототипом (ДГ-54) габаритов (размах увеличен с 11,285 м до 14,415 м) и площади (с 21,70 м² до 36,60 м²). Также для обеспечения дальности полета в 2000 км по сравнению с ИПБ были увеличены объемы внутрикрыльевых топливных баков.

Схемы проекта ТРБЛ

Ниши шасси были увеличены в длину, также были усилены и увеличены по сравнению с ИПБ и стойки шасси. Стойка хвостового колеса была взята с проекта ИПБ практически без изменений.

Под фюзеляжем был установлен мост для крепления торпед 45-12 и 45-36АВА. Под консолями крыла были установлены по два держателя, рассчитанные на подвеску 250 и 500 кг бомб.

Без изменений с ИПБ на ТРБЛ перекочевали и радиаторы.

В начале августа 1936 года доработанные проекты были представлены в управление ВМС РККА. Также комиссии управления были представлены деревянные макеты ТРБЛ и ИПБ. После ознакомления макетами и расчетными характеристиками представители управления флота придирок имели мало: было указано поменять расположения ряда приборов на приборной панели пилота. Требование обеспечения максимальной скорости, практического потолка, посадочной скорости конструкторы обеспечивали. Основным несоответствием был увеличенный по сравнению с представленным КБ авиамоторного завода № 24 расход топлива опытного мотора АМ-34ФРН то, что разработчики отрицали возможность обеспечить боевому одномоторному самолету с нормальной нагрузкой дальность 2000 км и настойчиво требовали или обеспечить заданный расход топлива, или урезать значение дальности на четверть.

В ходе обсуждения было решено оставить требование дальности полета при нормальной грузоподъемности на экономической скорости в 2000 км; до доведения расхода топлива мотором до требований ТЗ разрешалось достигать этой дальности установкой подвесных топливных баков.

1. Р-5Т с М-17 был не очень удачной попыткой решить сложную задачу просто и дешево. Этот самолет был с одним членом экипажа, низкими летными данными, практически полным отсутствием обороноспособности и примитивным оборудованием. После первой серии Р-5Т в производство была запущена вторая серия с двигателями М-34 (Р-5ТМ), повысившим грузоподъёмность и давшим возможность вернуть в экипаж стрелка.

источники идей и цитат:

• http://lib.rus.ec/b/198912/read
• http://ru.wikipedia.org/wiki/Psl_Väinämöinen
• Михаил Маслов «Утерянные победы советской авиации» 
• https://alternathistory.ru/letayushchie-chemodany-v-nebe-zapolyarya-torpedonosets-handley-page-hampden-tbi
• Дмитрий Соболев «Северский» против И-16; Крылья Родины 02/1997
• http://www.airwar.ru/enc/fww2/2pa.html
• Игорь Сеидов «Оружие смелых» История авиации №16
• Опоздавший «Вихрь» «Авиация и космонавтика» 1996 05