«Сотка», ставшая «Пешкой»
Начальник конструкторского отдела и первый заместитель директора завода опытных конструкций Центрального аэрогидродинамического института (ЗОК ЦАГИ) В.М. Петляков не мог сетовать на судьбу вплоть до второй половины 1937 года. Он был одним из ближайших соратников А.Н. Туполева. Разработавший крыло знаменитого ТБ-3 и вставший во главе разработки новейшего дальнего высотного бомбардировщика ТБ-7, Петляков пользовался дружеской поддержкой у руководства ЦАГИ и в наркомате. В середине 1937 года он участвовал в работе советской делегации в США и Франции, которая завершилась закупкой лицензий на несколько зарубежных самолетов, среди которых был и знаменитый ДС-3. Однако к зиме 1937 года ситуация кардинально изменилась.
В конце года фактически перестало существовать крупнейшее в нашей стране конструкторское бюро А.Н. Туполева. Незадолго до этого из его КБ в другие, отдельные, была выделена часть конструкторов, занимавшихся в то время доводкой и совершенствованием таких боевых машин как СБ (КБ А.А. Архангельского) и АНТ-51 или ББ-1 (КБ П.О. Сухого). Вскоре многих из оставшегося КБ, в том числе и самого А.Н. Туполева, арестовали вместе с ближайшими его помощниками — В.М. Петляковым и В.М. Мясищевым, пострадали от «ежовщины» работники и других конструкторских и исследовательских организаций. Через некоторое время многих арестованных конструкторов и ученых хотя и не освободили, но все же организовали из них специальные конструкторские бюро НКВД.
Осенью 1938 года в системе НКВД было сформировано под одной крышей ЦКБ-29, или, как его еще называли, ОТБ (особое техническое бюро). В его состав организационно вошли три КБ: КБ-100 под руководством В.М. Петлякова, КБ-102, во главе которого поставили В.М. Мясищева, и КБ-103, руководимое А.Н. Туполевым. Несколько позже к ним добавилось КБ-110, возглавляемое Д.Л. Томашевичем. Формально руководство всеми осуществлялось сотрудниками НКВД.
Все эти конструкторские коллективы вели разработку новых образцов боевых самолетов, получивших впоследствии условные обозначения по номерам КБ. Первым получило задание на создание нового самолета и, в основном завершило кадровое пополнение — КБ-100. Его ядро наряду с В.М. Петляковым составили люди, которые уже проработали в авиации немало лет и имели большой опыт: А М. Изаксон (заместитель Петлякова), В.М. Мясищев (сначала начальник бригады крыла у Петлякова, затем возглавил КБ-102), Е.П. Шекунов, К.Г. Нуров, И.К. Проценко, С.М. Лещенко, П.Л. Отген, Ю.Т. Шаталов, Н.И. Погосский (позже вернувшийся к Туполеву), К.В. Рогов, С.М. Мейерсон, Н.И. Полонский.
На них легла основная ответственность по выполнению нового, одного из первоочередных заданий — разработке высотного истребителя-перехватчика. Этот самолет должен был уничтожать вражеские воздушные машины любого назначения на высотах 10-12 км. К подробным разработкам, кроме КБ Петлякова, постепенно подключили довольно много других, в частности, А.И. Микояна и М.И. Гуревича (истребитель И-200, проектирование которого началось еще Н.Н. Поликарповым), П.О. Сухого (И-330 или Су-1) и А.С. Яковлева (И-28). Да и опытные экземпляры известных впоследствии Як-1 и ЛаГГ-3, называвшиеся соответственно И-26 и И-301, по первоначальным планам прорабатывались в высотных вариантах.
Интерес военных к подобным машинам определился под влиянием опыта воздушных боев в небе Испании и Китае. Руководство ВВС, изучив боевые действия и проведя расчеты с учетом перспектив развития авиатехники, сделало вывод, что возможное повышение скоростей и высот действия бомбардировщиков, стремящихся атаковать тыловые объекты, крайне затруднит их перехват. Советские истребители не успевали перехватить вражеские самолеты даже при наличии своевременного получения информации от службы воздушного наблюдения.
По этому поводу комбриг П.П. Ионов в известной в свое время книге «Истребительная авиация» писал: «Чем больше высота полета самолетов противника, тем дальше от фронтовой линии его можно перехватить истребителями. Нам известно, что высоты возможных полетов самолетов-бомбардировщиков увеличиваются из года в год. Нам известно также, что повышение скорости передачи информации о полете вражеской авиации и скорости вылета наших истребителей отстает, по сравнению с ростом скорости полета бомбардировщиков, а как следствие растет ширина полосы тактической внезапности. Высоты полета современных боевых самолетов достигают 9000-11000 м для одномоторных и двухмоторных машин и до 8000 м для многомоторных. Боевая высота военных самолетов вскорости может быть увеличена и достигнет стратосферы (более 11000 м). Отметим также, что чем выше полет бомбардировщиков противника, тем в большем удалении от фронта возможен их перехват истребителями обороны при все более глубоком аэродромном базировании самих истребителей».
Создание истребителя с большой высотой полета представляла собой в 1939 году крайне трудную техническую задачу. Одной из главных в ней была проблема обеспечения требуемой мощности силовой установки на больших расчетных высотах. Наиболее эффективным (хотя и не единственным) средством являлся турбокомпрессор (ТК), приводимый в движение за счет энергии выхлопных газов самого мотора.
В 1939 году в нашей стране уже были созданы первые работоспособные ТК, поэтому конструкторы высотных самолетов имели в распоряжении определенный арсенал средств. Первой отечественной высотной боевой машиной как раз и стал опытный самолет Петлякова «100», спроектированный в 1939 году. В тот период, когда он разрабатывался, полагали, что высотный истребитель, который предназначен для перехвата и уничтожения бомбардировочной авиации противника, и в первую очередь на большом удалении от объектов их атаки, целесообразно делать многоместным. Ведь пилоту одноместной машины в ходе воздушного боя с бомбардировщиками на больших высотах сложно одновременно управлять машиной, вести огонь, следить за воздушной ситуацией и поддерживать радиосвязь. Требовалась также не только высокая скорость, но и увеличенный радиус действия. Тактико-технические требования предусматривали для «100» на высоте 10000 метров иметь максимальную скорость 630 км/ ч, практический потолок в 12500 м и дальность полета в 1400 км при нормальном взлетном весе, и до 2500 км в перегрузочном варианте.
Тактико-технические требования по дальности и боевой нагрузке установили число двигателей, массу и размеры машины (площадь крыла 41 кв.м, взлетный вес 7200 кг, перегрузочный 8000 кг). Требуемая высотность достигалась наличием пары турбокомпрессоров ТК-2 устанавливаемых на каждый двигатель М-105.
Пристальное внимание конструкторы уделили достижению высокого аэродинамического и весового совершенства машины. Крыло истребителя набиралось из скоростных профилей ЦАГИ типа «В» (в корне) и «В». Эти профили при малых углах атаки обладали большим значением критического числа М по сравнению с другими. Уже в те годы с этим приходилось считаться, особенно при разработке высотных машин, поскольку скорость звука, скажем, на 11 км, на 13% меньше, чем у земли.
Для «100» такие свойства профилей были важны не столько для горизонтального полета, сколько для пикирования на максимальных высотах, когда самолет мог достигать значительных скоростей. Кроме того, эти профили обладали небольшим аэродинамическим моментом, что давало значительное снижение крутящих моментов на плоскостях крыла. Снижался вес конструкции, достигались высокие скорости — горизонтальная и пикирования при отличной устойчивости на этих режимах полета.
Но избранные профили обладали и существенным недостатком — малыми несущими способностями. Это ухудшало маневренные, а также взлетно-посадочные характеристики самолета. Правда, для «100» эти качества не считались первостепенно важными.
Большое внимание уделялось и другим элементам компоновки «100». Водорадиаторы для снижения сопротивления «утопили» в крыле, а маслорадиаторы разместили в обтекаемых тоннелях под мотогондолами. Никакие элементы конструкции не нарушали плавности форм. Словом, компоновку конструкторы реализовали на очень высоком уровне аэродинамики. Позже это особо отмечалось военными экспертами.
Петляковская «сотка» стала первым отечественным боевым самолетом, оборудованным герметичными кабинами, которые входили в силовую конструкцию фюзеляжа. На высотах до 10 км в них поддерживалось давление, равное таковому на высоте 3,7 км. Это существенно поднимало работоспособность экипажа при выполнении продолжительных полетов на больших высотах.
Кабины обладали достаточно хорошим обзором. В передней находился пилот, в задней — штурман-бомбардир вместе со стрелком-радистом. В носовой части самолета находилась стрелково-пушечная батарея. Она состояла из пары пулеметов ШКАС и двух скорострельных пушек ШВАК.
На истребителе предусматривалась дистанционно управляемая стрелком установка с пулеметом ШКАС, для защиты задней полусферы. В районе центроплана в фюзеляже был устроен бомбоотсек для размещения двух кассет, способных вмещать 48 артснарядов калибра 76 мм или до 96 авиационных бомб калибра 2,5 кг. Это вооружение предполагалось использовать по самолетам противника (в том числе и с пикирования), например, по строю бомбардировщиков для их поражения и нарушения боевого порядка. Данный боевой прием считался в те времена перспективным средством борьбы с самолетами противника. В Италии даже проводились испытания по применению истребителями артиллерийских снарядов, гранат, осколочных бомб по строю «бомбовозов».
Множество новшеств использовали конструкторы в системах управления различными системами и агрегатами «сотки». Впервые в советской практике самолетостроения для привода агрегатов широко применялись электромеханизмы. Главное тут было в том, что электропроводка к механизмам вместо большого количества тяг позволила с помощью специальных выводов надежно обеспечить герметичность кабин. Управление заслонками радиаторов, скоростями нагнетания, переключением ВИШ, щитками и триммерами осуществлялось электромеханизмами.
Конструкция цельнометаллического двухмоторного истребителя «100» явилась большим шагом вперед. Военные представители еще на этапе макетной комиссии отмечали, что проведена глубокая проработка основополагающих задач тактико-технических требований к нему. Но со временем, их отношение к назначению самолета начало постепенно меняться. Теперь заказчик все больше интереса проявлял к возможностям применения «сотки» в роли пикирующего бомбардировщика. Машина при взлетном весе 9200 кг могла бы нести на внешней подвеске до тонны авиабомб и с высокой точностью уничтожать наземные цели с пикирования. Вначале новое назначение военные рассматривали как дополнительное, а потом и как равноправное с ранее задуманным.
В итоге назначение двухмоторного самолета «100», несмотря на возражения конструкторов, определялось и как в качестве высотного истребителя, так и пикирующего бомбардировщика. Одним словом, «сотка» становилась многоцелевой. Чем это вызывалось? Конечно, тогда еще не сформировались окончательно представления о характере приближающейся войны и роли в ней высотных истребителей и пикирующих бомбардировщиков. Ведь Германия — потенциальный противник — не обладала крупными соединениями таких машин. Их не было при захвате Польши, Франции, в ходе «битвы за Англию» в 1940 году.
Кроме того, с военными самолетами и промышленностью Германии в 1939 году знакомилась советская делегация. Она отметила, что разработка высотных моторов с ТК находится у немцев лишь на опытной стадий. Следовательно, особой необходимости в специальном высотном истребителе не имелось. Именно поэтому не были созданы и такие машины, как И-26 и И-301. Зато ощущалась острая нужда в боевой машине нового типа — скоростном пикирующем бомбардировщике. Тот же опыт войны доказывал, что бомбовые удары с пикирования существенно упрощают поражение малоразмерных целей.
Проектирование самолета «100» шло быстрыми темпами. В мае 1939 года его макет утвердила комиссия из военных специалистов во главе с А.И. Филиным, а в конце 1939 года первый опытный экземпляр вывезли на аэродром.
Летные испытания «сотки» в роли истребителя начали 22 декабря 1939 года. Заводские испытания завершили 10 апреля 1940-го. На них было выполнено 23 полета. Были и неприятностей. Однажды не выпустились посадочные лыжи, и самолет пришлось сажать «на брюхо», затем ремонтировать.
В ходе испытаний проводилась доводка и усовершенствование самолета. В частности, для улучшения устойчивости площадь каждого из килей (без рулей высоты) увеличили с 0,77 кв. м до 1,0 кв. м, после облагораживания поверхности скорость возросла на 14 км/ч.
Сразу после заводских испытаний начались государственные (с 11 апреля по 10 мая 1940 года). К сожалению, из-за ненадежной работы двигателей на высотах свыше 5 км снять полные летные характеристики в полетах вплоть до потолка не удалось (на высотах порядка7-8 км выполнялись единичные полеты), двигатели в них работали не на максимальном режиме. Турбокомпрессоры показали себя вполне надежными на всех высотах и не вызывали никаких нареканий.
Что касается герметических кабин, то испытатели отмечали: даже без полной герметизации они обеспечивают поддержание температуры внутри около +8°С на высоте 8 км, где температура окружающего воздуха составляет -37°С, хорошо защищают от шума моторов и винтов, и этим облегчается длительное пребывание на больших высотах.
При полной герметизации в кабинах было даже жарко (температура достигала +30°С) и наблюдалось запотевание части остекления фонаря. Любопытно впечатление летчика-испытателя П.М. Стефановского, зафиксированное в отчете по государственным испытаниям: «Вследствие наличия герметики не ощущается режим полета и при пониженном внимании можно потерять скорость». Далее в выводах отмечалось, что эта причина, наряду с другими, «усложняет пилотирование самолета и делает его доступным пилоту выше средней квалификации».
Сейчас, когда гермокабины прочно вошли в авиацию и давно ставятся даже на учебные реактивные самолеты, такой осторожный подход к их использованию может показаться перестраховкой. Но следует помнить, что в те годы, в основном, экипажи летали в открытых кабинах.
Хотя самолет «100» показал скорость (где ее удалось определить) на 10-12 км/ч ниже расчетной, он по этому качеству вполне удовлетворил военных. В целом, несмотря на необходимость в проведении большого числа доработок (в основном по части улучшения систем охлаждения, амортизации шасси, некоторых пилотажных и эксплуатационных характеристик), в НИИ ВС машине дали высокую оценку. Например, в решении технического совета Главного управления авиационным снабжением (ГУАС), проходившего под председательством А.И. Филина 25 мая 1940 года.
Весной 1940-го вышел на испытания и дублер самолета «100», незначительно отличавшийся от первой машины. На нем предусмотрели, кроме наружной подвески 1000 кг бомб, еще и внутреннюю — на 600 кг.
Во втором полете на дублере — авария из-за возникшего на борту пожара. Испытания не состоялись.
Решением упомянутого технического совета конструкторскому бюро Петлякова предложили переделать «сотку» в более востребованный для ВВС вариант массового пикирующего бомбардировщика с максимальной скоростью 540 км/ч на высоте 5000 м. Срок установили очень короткий — уже к октябрю 1940 года его следовало представить на госиспытания. О варианте смешанного назначения теперь не говорили, хотя вначале и планировалось изготовить войсковую серию в 15 экземпляров. В июне 1940 года вышло постановление Комитета Обороны о внедрении самолета в серию сразу на двух заводах №39 и №22 (Москва) в варианте пикирующего бомбардировщика и истребителя сопровождения. Таким образом, истребительные качества «100» все-таки пытались использовать.
Так закончилась история высотного самолета «100». Нельзя сказать, что решение о его переделке в модификацию пикирующего бомбардировщика было встречено в КБ Петлякова с энтузиазмом. Ведь факт запуска машины в серию (если бы это состоялось) для многих конструкторов означал окончание их заключения, которое теперь могло и продлиться. Они не могли не видеть, что за столь короткое время, отведенное на переделку машины, будет очень трудно ликвидировать ряд недостатков самолета, которые были, не столь важны для истребителя, но заметно ухудшали бы боевые и пилотажные качества бомбардировщика. Так оно потом и получилось.
В декабре 1940 года вышел на испытания бомбардировочный вариант машины. Именно он получил наименование Пе-2. В начале 1941 года государственные испытания прошел головной серийный. Массовое производство налаживали также на двух заводах.
Пе-2 имел ряд отличий от опытного самолета «100», продиктованных иным назначением. На нем отсутствовали гермокабины, штурмана расположили в одной кабине с пилотом. Этим обеспечили хороший обзор (требование для штурмана бомбардировщиков тех лет — одно из важнейших). Усилили оборонительное вооружение. Под крылом смонтировали тормозные решетки. Турбокомпрессоры сняли.
Серийное производство бомбардировщиков Пе-2 быстро набирало темпы, но все же к началу войны этих самолетов выпустили мало. В первом полугодии 1941 года — 458 машин. В строевые части их поступило куда меньше. Однако Пе-2 ознаменовал качественно новый этап развития советской бомбардировочной авиации. Он пришел на смену СБ, удивлявшего в свое время большой скоростью. Надо сказать, что СБ последней его модификации был приспособлен для бомбометания с пикирования. Главное же отличие этих самолетов заключалось в том, что созданный на более высоком уровне аэродинамики Пе-2 имел намного большую скорость. Это полностью отражало общую тенденцию развития боевой авиации в преддверии второй мировой войны. Пе-2 (без внешней подвески бомб) ненамного отличался по скорости от основного на то время истребителя Германии Ме-109Е и существенно превосходил основной немецкий пикирующий бомбардировщик Ju-88А-1, а также Dо-215 и многие фронтовые бомбардировщики других стран.
Это свойство позволяло применять его при необходимости в качестве истребителя для борьбы с бомбардировщиками и разведчиками. Кроме того в 1941 году был создан двухместный истребительный вариант, который получил обозначение Пе-3, и также выпускался серийно.
Правда, в тех случаях, когда Пе-2 применялся для бомбометания с пикирования или для массированных бомбовых ударов, использовалась наружная подвеска бомб. Это сильно снижало скорость полета бомбардировщика. Для выполнения данных боевых задач соединениям Пе-2 нужно было истребительное прикрытие.
Сравнивая Пе-2 с самым распространенным немецким пикирующим бомбардировщиком Ju-88А-1, можно заключить, что первый имел существенно большую скорость, даже при наличии наружной подвески бомб. По оборонительному вооружению Пе-2 первых серий и Ju -88А оказались близки, но уже с 13-й стрелковое вооружение «пешки» усилили: вместо неподвижного ШКАСа в носовой части установили крупнокалиберный (12,7 мм) пулемет Березина. Таким же пулеметом вместо ШКАС вооружили стрелка. Правда, по таким параметрам, как максимальная бомбовая нагрузка и дальность полета, Пе-2 уступал Ju -88А-1.
Сложная ситуация в отечественном самолетостроении в предвоенный период требовала всемерного форсирования работ по новым машинам. В этих условиях приходилось иногда мириться с теми или иными недостатками новой техники, лишь бы скорее наладить ее массовый выпуск. Так вышло и с Пе-2 из-за чрезвычайно ограниченных сроков, отведенных на его создание и освоение в серии. К наиболее крупным недоработкам относился неудачный для бомбардировщика выбор профилей крыла из-за невысоких несущих свойств. Это значительно усложняло пилотирование и посадку. Переделывать крыло под иной профиль, более пригодный для бомбардировщика, времени уже не было. Это отрицательное качество автоматически привело к ограничению взлетного веса (8500-8700 кг вместо планировавшихся 9200 кг).
Вторым крупным недостатком самолета стала слишком сильная реакция по крену при возникновении скольжения. Парировать возникавший крен элеронами не всегда удавалось. Бывало, что при резком сбавлении одного из моторов или внезапном его отказе машина столь бурно реагировала креном, что порой даже оказывалась на спине раньше, чем летчик успевал предпринять экстренные меры. Такие свойства, особенно опасные на взлете, приводили подчас к катастрофам. В ходе эксплуатации Пе-2 строевых летчиков пришлось обучать специальным приемам пилотирования.
Опыт войны доказал, что, несмотря на все недостатки, Пе-2 оказался весьма высокоэффективным оружием. К тому же до ее середины он был единственным у нас серийным типом нового фронтового пикирующего бомбардировщика.
Бомбометание с пикирования как один из эффективнейших приемов уничтожения малоразмерных целей применялся тогда многими воюющими странами. В СССР, к примеру, в 1943 году этот вид бомбометания составлял 39%, в 1945 году — 49%. Тут Пе-2 был очень хорош. Высокая устойчивость пикирования в сочетании с большой скоростью полета, прекрасной для бомбардировщика маневренностью, обзором из кабины летчика и штурмана позволяли экипажам наносить неожиданные снайперские удары. История войны знает немало таких примеров. Герой Советского Союза Н.Д. Колесников говорил о своем фронтовом друге: «Он был предназначен для «тонкой» работы и прекрасно с нею справлялся…»
Источники:
Котельников В. Тяжелые истребители Петлякова — "100"/Пе-3/Пе-3 бис // Авиация и космонавтика. 1998. №05-06. С. 1-8.
Котельников В. Эволюция Пе-2 // АС. 1990. №1. С.12-17.
Косминков К. От «сотки» до «пешки» // Крылья Родины. 1994. №3. С. 2-5.
Иванов С. Пе-2 // Война в воздухе. №113. С.2-6.
Шавров В. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг. М.: Машиностроение, 1988. С. 163-165.
Информация