Скоростной бомбардировщик СБ. Часть I. От рождения до серии
Советский бомбардировщик СБ стал одним из лучших в мире в своем классе в период между мировыми войнами. Двухмоторная машина в 1936 году с полной бомбовой нагрузкой летала в небе Испании быстрее истребителей противника. На СБ сражались китайские летчики против японских захватчиков на Дальнем Востоке. В сентябре 1939 г. эти машины поддерживали с воздуха части Красной Армии, входящие в Польшу на территории, ранее принадлежащих Российской империи, районов Украины и Белоруссии. В период финской войны авиаполки, вооруженные СБ, выполнили поставленные задачи, но при этом впервые понесли существенные потери. К началу Великой Отечественной войны эти самолеты продолжали оставаться самыми массовыми в наших ВВС фронтовыми бомбардировщиками, но, увы, уже устаревшими. СБ все чаще становились добычей гитлеровских истребителей. Однако, несмотря на это, именно ему пришлось вынести наиболее кровавые первые месяцы войны, более того он оставался в строю до дня Победы. Воистину это был самолет-солдат с долгим и славным боевым путем.
В начале тридцатых годов в ряде ведущих авиационных стран были достигнуты такие результаты в разработке двухмоторных цельнометаллических монопланов, что стала вполне реализуемой идея создания самолета-бомбардировщика, который бы превосходил по скорости полета находящиеся в то время на вооружении истребители-бипланы. Главным оружием такого бомбардировщика в борьбе с вражескими истребителями должна была стать именно высокая скорость полета.
Первые машины подобного класса были разработаны в США фирмой Мартин. Двухмоторный бомбардировщик-моноплан Мартин 139 в вариантах В-10 и В-12 обладал максимальной скоростью, равной 340 км/ч. В это время истребители-бипланы летали со скоростями не более 320 км/ч. Однако американский бомбардировщик оказался не совсем удачным и был выпущен в малом количестве.
Создавались скоростные многоцелевые самолеты и в нашей стране. К примеру, был разработан многоместный истребитель Ми-3, на его основе планировалось создание скоростного бомбардировщика. В ходе испытаний на Ми-3 достигли скорости даже более высокой, чем у Мартин 139, но отечественная машина тоже имела проблемы.
В этих условиях руководство ВВС КА поставило задачу - разработать в ближайшее время скоростной двухмоторный ближний бомбардировщик. В плане опытного самолетостроения на 1934-1935 года предусмотрели создание в соответствии с требованиями ВВС ближнего бомбардировщика ББ-2. Под руководством генерального конструктора А.Н. Туполева уже в ноябре 1933 года началось проектирование скоростного бомбардировщика. Он получил фирменное обозначение АНТ-40. Ведущим по самолету назначили конструктора А.А. Архангельского.
В феврале 1934 года А.Н. Туполев сумел доказать начальнику ЦАГИ Н.М. Харламову, что необходимо АНТ-40 строить в количестве двух машин: первую с двумя моторами Райт «Циклон» воздушного охлаждения, как требовал заказчик, вторую - с двумя более мощными и высотными, но и более тяжелыми моторами «Испано-Сюиза 12». Туполев исходил из того, что двигатель Райт «Циклон» развивал 730 л.с. на высотах порядка 2000 м, а «Испано-Сюиза 12» - 780 л.с. на высоте 3300 м. Для обоих типов двигателей разработали специальные, внешне похожие гондолы.
Проектирование обоих вариантов АНТ-40 шло очень быстро. В марте 1934 года был утвержден эскизный проект. В июле на завод опытных конструкций ЦАГИ передали рабочие чертежи. Первый опытный самолет с моторами воздушного охлаждения строили буквально параллельно с выпуском чертежей.
АНТ-40 имел схему трехместного двухдвигательного свободно действующего среднеплана. Главной задачей проектирования являлось достижение самолетом максимально высокой скорости горизонтального полета. Ей подчинили расчетно-экспериментальные изыскания, выбор схемы и компоновку. Машина имела низкое лобовое сопротивление и минимальную массу. Для крыла разработали специальный скоростной профиль ЦАГИ-40 (относительная толщина 16%). Он существенно снизил сопротивление крыла, хотя конструкторы и сохранили низкую нагрузку на его площадь (от 85 до 100 кг/м2). Крыло, собираемое от «обшивки», требовало особой точности. Ее достигали системой специальных ложементов на стапеле.
Взаимное размещение агрегатов АНТ-40 - фюзеляжа, гондол двигателей, оперения определили исследования, проведенные в аэродинамических трубах ЦАГИ. Среднее расположение крыла обеспечивало минимальное сопротивление интерференции, но при этом усложняло компоновку бомбоотсека в фюзеляже.
Стабилизатор вывели из спутной струи, создаваемой крылом. Вертикальное оперение в меньшей степени, чем на других машинах тех лет, стало «затеняться» горизонтальным. Все кабины экипажа впервые выполнили закрытыми.
Нормальную бомбовую нагрузку полностью разместили в фюзеляже. Новшеством для туполевской машины было то, что обшивку планера, а также гондол двигателей выполнили гладкой. Это потребовало использования новых материалов: листового «супердюраля», имеющего повышенную прочность, термически упрочненных хромансилевых и хромоникелевых сталей. В результате уменьшилась масса машины, ее геометрические размеры.
Крыло сделали с механизацией из посадочных щитков и элеронов с осевой и весовой компенсацией. Ее значение определяли при летных испытаниях. На внутренней половине правого элерона установили триммер.
Главные опоры шасси наполовину убирались в заднюю часть мотогондол. В полете колеса как бы завершали аэродинамические обводы гондол. Управление шасси осуществлялось электрогидравлической системой. В случае ее отказа шасси выпускались с помощью механической. Она приводилась в действие ручной лебедкой из кабины стрелка-радиста. Дублирование систем шасси на АНТ-40 было выполнено в Советском Союзе впервые.
Бомбоотсек сделали в центральной части фюзеляжа. Схема среднеплана (лонжероны проходили как раз через бомбоотсек) предопределило размещение в нем подвесного оборудования для бомб. Их масса 500 или 250 кг. Располагались только в горизонтальном положении под лонжеронами крыла. Менее 100 кг могли подвешиваться вертикально между лонжеронами, а в задней части отсека, за вторым лонжероном, горизонтально, Бомбы сбрасывал штурман.
Интересно, что весь бомбовый запас весом 500-600 кг был размещен вблизи центра тяжести бомбардировщика, и когда от него освобождались, это не оказывало влияния на устойчивость и управляемость, что не было присуще многим машинам тех лет.
АНТ-40 имел три оборонительные огневые точки. У штурмана была «спарка» из двух подвижных в вертикальной плоскости пулеметов ШКАС. Стрелок-радист располагал двумя подвижными установками с аналогичными пулеметами. В крейсерском полете стволы убирались в фюзеляж. Для ведения огня стрелок сдвигал фонарь своей кабины, и поднимал из нее верхний пулемет. После стрельбы турель поворачивалась стволом назад к хвосту. Пулемет укладывался и закреплялся в особом гнезде в фюзеляже. Механизм турели обеспечивал компенсацию массы оружия собственным весом стрелка.
АНТ-40 имел приемопередающую радиостанцию «Двина». Экипаж общался между собой по телефонному переговорному устройству. Кроме того, в его распоряжении находились пневмопочта и трехцветная сигнализация.
Трудности возникли в производстве потайной клепки тонких дюралевых листов обшивки. Тут многое изобретали на месте рабочие и инженеры.
Самолет, названный АНТ-40 2РЦ (где 2РЦ означает - 2 двигателя Райт «Циклон»), собрали в рекордный срок – чуть более полугода. 7 октября 1934-го испытатель К.К. Попов впервые поднял машину в воздух.
После полета Попов сделал серьезные замечания: у машины была плохая продольная устойчивость, повышенная чувствительность рулей высоты и низкие нагрузки на штурвал управления, приводящие к самопроизвольному взмыванию и «нырянию». АНТ-40 2РЦ вяло реагировал на отклонения элеронов. Эти недостатки попытались устранить за счет увеличения площади и подбора угла установки стабилизатора. Также уменьшили размерность рулей высоты. В систему их управления включили резиновые амортизационные шнуры. Они должны были возвращать штурвал в нейтральное положение, чем уменьшали «раскачку» в продольной плоскости.
Площадь элеронов увеличили, приклепав к ним металлические ленты. Характеристики управляемости самолета улучшились. Но он все-таки остался сложным в пилотировании.
Испытания продолжались. В конце октября 1934 года в девятом полете по заводской программе АНТ-40 2РЦ был разбит при посадке. Последовал ремонт, полеты возобновились только в феврале 1935-го. Была получена максимальная скорость 326 км/ч на высоте 4000 м. Но на второй опытной машине с моторами «Испано-Сюиза», поступивший на испытания к тому времени, уже давно «ушли» вперед.
Строить АНТ-40 2ИС начали в мае 1934 года. Площадь крыла этой машины увеличили при сохранении прежнего размаха путем удлинения хорды. Систему управления улучшили. Первый полет был выполнен в самом конце декабря 1934 года К.С. Журовым. Спустя 20 дней на заводских испытаниях при нормальной взлетной массе 5000 кг, достигли скорости в 430 км/ч на высоте 4000 м. Для АНТ-40 2ИС применили лобовые водорадиаторы. Интенсивность их охлаждения регулировалась передними жалюзи и поворачивающимися вниз «совками» на нижней панели гондолы двигателя. На второй опытной машине с такими же двигателями установили увеличенные топливные баки до 1670 л (940 л - у первого).
Представители ВВС РККА еще до завершения программы заводских испытаний настояли на передаче нового самолета на государственные. Однако в марте произошла авария, и испытания были приостановлены.
Произошло следующие. В ходе скоростного маловысотного полета на километраж возникла все нарастающая вибрация крыла. Летчик К. Миндер моментально выключил моторы и начал набор высоты. В противном случае машина разрушилась бы окончательно. Причиной повреждений явился флаттер крыла. Он произошел из-за нехватки весовой компенсации элеронов.
Теоретически данное явление уже было исследовано, но на практике оно проявилось у наших конструкторов впервые. В экспериментально-аэродинамическом отделе ЦАГИ Е.П. Гроссман, М.В. Келдыш и другие предложили поднять весовую компенсацию элеронов до 90-93%. Это решило проблему.
Именно этот самолет и получил своё новое войсковое обозначение СБ - (скоростной бомбардировщик). Он имел летную массу 4850 кг. Его максимальная скорость достигала 404 км/ ч на высоте 5000 м, которую он набирал за 9,4 мин.
Военные летчики-испытатели отметили, что СБ можно применять без истребительного прикрытия. В заключение после первого этапа госиспытаний было написано, что благодаря своим высоким летно-техническим характеристикам и мощности вооружения новая машина является одной из самых скоростных среди бомбардировщиков мира. Правда, упоминалась малая продольная устойчивость и излишняя чувствительность у руля высоты. Это все усложняло пилотирование вследствие постоянного напряжения пилота. Значительные колебания в вертикальной плоскости ухудшали прицельное бомбометание. Не обошли вниманием представители ВВС и неустойчивость в поперечном отношении, стремление СБ к крену с увеличением скорости, не жёсткость крепления верхней пулеметной установки в кабине стрелка (это снижало точность ведения огня), говорилось и о вибрациях под моторной рамы и трудностях в техническом обслуживании.
Несмотря на отмеченные недостатки, решением Совета Труда и Обороны было начато крупносерийное производство СБ. Причем заводы перевели буквально на военное положение. Но ведь тогда и времени на доработки особо не было. Шла лихорадочная подготовка к войне. И она началась в Испании.
Справедливости ради стоит отметить, что в конструкцию второй опытной машины внесли ряд значительных изменений: сместили на 100 мм вперед силовую установку, применили новые отъемные консоли крыла, которые имели увеличенную стреловидность передних кромок. Все это изменило центровку самолета и повысило устойчивость.
Осенью 1935 года модифицированный СБ предъявили на второй этап государственных испытаний. Он показал себя более устойчивым и легко управляемым практически на всех режимах полета. Испытатели в отчетах писали, что на максимальной скорости бомбардировщик должен пилотироваться плавными движениями из-за имеющейся повышенной эффективности рулей. Кренение машины легко устранялось триммером элерона. Он свободно снимал достаточно высокие нагрузки со штурвала на максимальных скоростях. С помощью триммеров СБ широко балансировался на всех скоростях и выполнял полет с брошенной ручкой управления. Машина допускала выполнение виражей с кренами до 75°, боевых разворотов, а также скольжений на крыло и штопора. СБ обеспечивал не только горизонтальный полет, но даже набор высоты с одним отказавшим мотором. Максимальная скорость составила 418 км/ч на высоте 5300 м, а у земли - 356 км/ч.
Серийное производство началось 8 ноября 1934 года. А Архангельский начал конструировать трехместный истребитель сопровождения ДИ-8 (АНТ-46). Эта машина представляла собой модификацию СБ. Она имела двигатели с воздушным охлаждением «Гном-Рон» «Мистраль-Мажор» К-14 мощностью порядка 800 л.с. Планировалась установка на ДИ-8 двух безоткатных 76-мм орудий, АПК-4 в крыле и двух неподвижных пристрелочных пулемета ШКАС, смонтированных в центроплане. Подвижным пулеметом ШВАК (боезапас 250 патронов) вооружался передний стрелок в носовой кабине. Кабина заднего оснащалась вооружением, аналогичным основной машине - СБ.
9 августа 1935 года М.Ю. Алексеев совершил на ДИ-8 первый полет. При полетной массе 5553 кг машина показала максимальную скорость в 388 км/ч. 5000 м АНТ-48 набрал за 11,4 минуты. Однако он оказался недостаточно устойчивым, даже незначительные отклонения рулей меняли режим полета. Надо отметить, что причины недостатков к тому времени уже определили по результатам испытаний АНТ-40. Поэтому по указанию В.М. Петлякова были изменены отъемные плоскости крыла и горизонтальное оперение. Это обеспечило путевую устойчивость и хорошую управляемость даже в полете с одним работающим двигателем.
И все-таки ДИ-8 по скоростным характеристикам уступил бомбардировщику СБ. Чтобы ликвидировать это отставание, Архангельский решил применить форсированные моторы М-34, но его бригаду перевели из ОКБ Туполева на завод. Там образовали самостоятельное КБ для обеспечения серийного выпуска СБ. Над ДИ-8 больше не работали.
Весной 1934 г. началась подготовка на головном серийном заводе к выпуску СБ. В этот же период под руководством В.Я. Климова осваивался выпуск усовершенствованного советскими конструкторами мотора Испано-Сюиза 12 V, получившего в серии обозначение М-100.
Ранее на заводе строили тяжелые четырехмоторные бомбардировщики ТБ-3. Поэтому здесь не сразу удалось освоить технологию производства гладкой обшивки. Потайную клепку на первых серийных машинах пришлось выполнять лишь в носках крыла и хвостового оперения. В других местах машины появились заклепки с выпуклыми чечевичными головками. На обшивках самолетов часто возникали выпуклые или вогнутые неровности, именуемые в авиации «хлопунами».
Весной 1936 года началась организация полков и бригад скоростных бомбардировщиков на серийных СБ. Эти машины имели нормальный взлетный вес в 5628 кг. Скорость самолета снизилась до 395 км/ч. 5000 м бомбардировщик набирал за 11,7 мин. С бомбовой нагрузкой в 500 кг дальность полета составляла более 2000 км.
Примечательно, что аэродромом для СБ могли служить даже небольшое поле или луг. Разбег и пробег машины был не более 350 м. Зимой, когда снежный покров превышал 30 см, СБ оборудовали убирающимися лыжами. Их устанавливали так: створки отсека колесного шасси демонтировали, а на их место ставили специальные обтекатели, сделанные по контуру лыжи в убранном положении. Однако это снизило максимальную скорость на 14-17 км/ч. Зато СБ работали зимой, «когда никто не летал». Ведь специальной техники, которая расчищала бы или укатывала аэродром, тогда не было.
Вскоре на серийные машины стали ставить моторы М-100А с повышенной до 860 л.с. номинальной мощностью. В конце 1936 года новый прототип достиг скорости 425 км/ ч, 5000 м набрал за 8,6 минуты. Это был отличный результат.
Источники:
Маслов М. Скоростные бомбардировщики Сталина СБ и Ар-2. М.: ЯУЗА, 2010. С.24-30, 33-42, 94-98.
Котельников В. Рождение СБ. // Мир авиации. 2002. №1. С. 8-12.
Кондратьев В. Открытие СБ. // Крылья Родины. 1994. №1. С. 7, 12.
Иванов С. СБ. Гордость советской авиации. // Война в воздухе. №64. С. 1-2, 9-17.
Информация