Скоростные разведчики-штурмовики. Вторая попытка

Параллельно работам по созданию бронированного самолета-штурмовика, в СССР в середине 30-х годов продолжались работы по разработке двухместных легких скоростных самолетов-штурмовиков как специально созданных, так и разработанных на базе самолетов-разведчиков, и доведению концепции такого самолета до логической завершенности.

5 декабря 1937 г. свой первый вылет совершил опытный легкий штурмовик Ш-Тандем (другие названия машины: Ш-МАИ, МАИ-Тандем) конструктора П. Д. Грушина в одноместном варианте, построенный в учебно-производственных мастерских МАИ. Летал известный летчик-испытатель П. М. Стефановский.

Штурмовик, по проекту двухместный, имел весьма оригинальную тандемную схему. При ее выборе имелось ввиду, что она позволит, при наличии неизбежного разноса масс по длине самолета, получить достаточно хорошие характеристики продольной устойчивости самолета.

Допустимость использования более задних центровок позволила Грушину разместить пулеметную установку непосредственно в хвостовой части самолета, что в сочетании с двухкилевым оперением, обеспечивало большие углы обстрела.

Упрощалось распределение полезной нагрузки и брони. Малый размах крыльев в меньшей мере препятствовал использованию дерева в качестве основного конструкционного материала.

Тандемная схема позволяла уменьшить диаметр круга, в который вписывался контур самолета в плане, что способствовало меньшей поражаемости штурмовика.

Первоначально самолет планировалось оснастить мотором воздушного охлаждения М-88. Но поскольку он не был готов, на Ш-Тандем был поставлен М-87, а затем М-87А.

Основное переднее крыло было низкорасположенным и в него убирались стойки и колеса шасси. Костыльное колесо — неубирающееся.

Заднее крыло, имевшее верхнее расположение, с площадью, равной 45% от площади основного, выполняло также роль горизонтального оперения. Элероны имелись на обоих крыльях, причем на заднем крыле они одновременно служили рулями высоты.

Вертикальное оперение было выполнено в виде шайб, прикрепленных к концам горизонтального оперения.

Всего было испытано пять вариантов вертикального оперения пока конструктор не остановился на варианте с шайбами над и под горизонтальным оперением с наиболее подходящей формой и достаточно большой площадью. Каждая шайба включала секцию киля и руля поворота.

Конструкция самолета деревянная, в основном — из бакелитовой фанеры. [80]

Фюзеляж — типа монокок. Крылья двухлонжеронные, кессоны с тонкостенными панелями обшивки.

Следует отметить высокую технологичность Ш-Тандем.

Фюзеляж, центроплан и основное крыло были изготовлены бригадой учебно-производственных мастерских МАИ из 18 человек всего за 45 дней.

К 8 января 1939 г. самолет в одноместном варианте и без вооружения прошел предварительные летные испытания с мотором М-87. Была достигнута довольно высокая максимальная скорость полета, вполне соответствующая ТТТ к самолету. У земли она составляла 406 км/ч, на высоте 4250 м — 488 км/ч.

По результатам испытаний П. Д. Грушину было рекомендовано на двухместном варианте кабину штурмана передвинуть еще несколько назад и оборудовать ее стрелковой установкой МВ-5.

В сентябре-октябре 1939 г. двухместный вариант Ш-Тандем с мотором М-87А (номинальная мощность на высоте 4700 м — 950 л. с.) и с винтом изменяемого шага ВИШ-3 проходил совместные (заводские и государственные) испытания. Отчет по испытаниям был утвержден 10 октября.

Кабина штурмана была смещена назад, поставлена экранированная турель МВ-3.

Вооружение штурмовика было стандартным для легких штурмовиков этого времени: 4 крыльевых пулемета ШКАС с боезапасом 2400 патронов, один пулемет ШКАС на турели (боекомплект 700 патронов) и 200 кг бомб.

В ходе испытаний был выполнен 51 полет с общим налетом 18 ч 38 мин. При полетном весе 2800 кг штурмовик имел максимальную скорость у земли 361 км/ч, а на высоте 5600 м — 444 км/ч. Посадочная скорость без щитков — 140–145 км/ч. Длина разбега — 400 м, пробега — 480 м.

Полеты осуществлялись с центровками 34–44% САХ. Отмечалось, что самолет очень прост в эксплуатации.

Государственные испытания самолет не прошел из-за несоответствия летных данных ТТТ, недостаточной путевой устойчивости («при увеличении скорости самолет рыскает»), тесной кабины штурмана, неудачного шасси, недостаточной прочности переднего крыла.

Взлет самолета был затруднен. Запасы продольной устойчивости были недостаточными. На рули направления самолет реагировал вяло. Считалось, что превышение заднего крыла над передним явилось не совсем удачным решением.

Вооружение также было недоведено. Поскольку турель МВ-3 «съедала» 34 км/ч скорости полета, то заднюю стрелковую установку предлагалось сделать по типу самолета Fokker G. 1, то есть в виде конусообразной установки, обеспечивающей перемещение пулемета в плоскости, проходящей через продольную ось установки, и поворот этой плоскости вокруг оси на 360°.

В тоже время отмечалось, что боевая схема Ш-Тандем представляет интерес. Предлагалось самолет передать в ЦАГИ, довести и снова представить на испытания.

Был построен дублер самолета Ш-Тандем. На втором экземпляре заднее крыло было опущено вниз.

Главной особенностью этого самолета стало применение на одномоторном боевом самолете трехколесного убирающегося шасси.

В качестве силовой установки использовался мотор М-63 номинальной мощностью 800 л. с. на расчетной высоте 4500 м.

При степени готовности дублера 65–70% все работы были свернуты.

В планах опытного самолетостроения предусматривалась постройка одноместного самолета Ш-Тандем с мотором М-63 в варианте бронированного штурмовика. Но и этот самолет реализован не был.

Необычность компоновочной схемы и довольно слабое вооружение сделали свое дело. В мае 1939 г. в НКАП было принято решение о прекращении всех работ по Ш-Тандем.

В развитие концепции создания легкого самолета-штурмовика на базе самолета-разведчика ОКБ С. А. Кочеригина в период 1938–39 гг. на основе скоростного разведчика Р-9 М-85 (СР М-85) построило два двухместных легких штурмовика с неубирающимися шасси в обтекателях — Ш-1 с мотором М-88 и Ш-2 с мотором М-87А.

29 июля 1939 г. состоялось Постановление КО № 258 «О создании нового опытного скоростного штурмовика в 1939 г.», которое обязывало НКАП в лице главного конструктора Кочеригина и директора завода № 1 П. А. Воронина закончить доводку и испытания двухместного скоростного штурмовика с мотором М-88 и предъявить его на государственные испытания в июле 1939 г. — первый экземпляр повторно, и в августе — второй экземпляр.

Максимальная скорость нового штурмовика у земли должна была быть не менее 430 км/ч, на высоте 6000–7000 м — 500–530 км/ч. Скоростная дальность полета — 800 км. Время набора высоты 5000 м не должно было [81] превышать 7 минут. Практический потолок — 10 000–11 000 м. Вооружение включало либо две крыльевые пушки ШВАК и два крыльевых пулемета ШКАС, либо четыре крыльевых пулемета ШКАС. Емкость бомбодержателей — 400 кг бомб.

Отчет по специальным испытаниям самолета Ш-1 с М-88 в НИИ ВВС КА был утвержден 23 августа 1939 г.

По сравнению с Р-9 у штурмовика Ш-1 М-88 кабина штурмана была сдвинута вперед, расширены кабина и фонарь летчика, увеличено поперечное V крыла до 4°30»(вместо 2° у Р-9), а также установлена турель МВ-3 (вместо шкворневой установки) и увеличены размеры хвостового оперения.

Вместо костыля поставлено хвостовое колесо. В конструкции крыла Ш-1 был учтен опыт постройки самолета БШ-1. Весовая компенсация элеронов доведена до 100%.

На испытаниях были получены следующие результаты: максимальная скорость у земли — 360 км/ч (на форсаже — 382 км/ч), максимальная скорость на расчетной высоте 6650 м — 437 км/ч, а на высоте 7650 м — 426 км/ч. Взлетный вес 3500 кг.

В качестве наступательного вооружения штурмовик имел 2 крыльевые пушки ШВАК с боезапасом по 150 снарядов на ствол, 2 пулемета ШКАС с боезапасом по 900 патронов и 200 кг нормальной бомбовой нагрузки (в перегрузку до 600 кг).

Оборонительное вооружение состояло из одного ШКАСа (500 патронов), установленного на турели МВ-3 с уменьшенным наголовником.

Отметим, что на Ш-1 впервые в мире на штурмовике были установлены крыльевые пушки калибра 20 мм.

Поскольку, в ходе испытаний была обнаружена стружка в масле и, кроме того, мотор М-88 работал в полете неустойчиво, испытания Ш-1 М-88 были признаны неудовлетворительными.

В качестве основных причин расхождения расчетных летных данных с фактически полученными (в частности максимальная скорость горизонтального полета была на 78–104 км/ч меньше) в отчете отмечались следующие: мотор М-88 недодает мощности, неудачная отделка поверхностей самолета, недостаточный к. п. д. винта, всасывающий патрубок и другие «апендиксы» скомпонованы неудачно.

По мнению специалистов НИИ ВВС, уборка шасси могла дать прибавку в скорости 20–25 км/ч.

К середине ноября завершились госиспытания Ш-2 М-87А (акт по госиспытаниям Ш-2 с мотором М-87А был подписан Начальником ВВС А. Д. Локтионовым 19 ноября 1939 г.).

Ведущим инженером по испытаниям был военинженер 2-го ранга Растригин, ведущим летчиком-испытателем — ст. лейтенант Варетин, ведущим штурманом-испытателем — майор Третьяков.

Компоновка и конструкция Ш-2, в основном, была та же, что и у Р-9 М-85.

Фюзеляж — деревянный монокок из шпангоутов, четырех лонжеронов, продольных стрингеров и обшивки, выклеенной из березового шпона.

Капот — типа NACA с управляемой входной щелью. Выхлопные коллекторы кольцевого типа с выходом по обе стороны под крыло.

Фонарь летчика прозрачный и длинный вплоть до экранированной турели штурмана. Бензобаки общей емкостью 840 л — протектированные: два в фюзеляже, два в консолях.

Консоли крыла двухлонжеронные из хромансилевых труб, дюралевых лонжеронов и стрингеров, в большинстве штампованных, обшивка — дюралевая.

Центроплан двухлонжеронный из хромансилевых труб, раскосы и стойки — трубчатые, обшивка — дюралевая.

Обшивка везде гладкая, клепка — впотай. Элероны дюралевые. Киль — [82] низ деревянный, верх с клееной полотняной обшивкой. Стабилизатор — дюралевый. Рули — дюралевый каркас с полотняной обшивкой.

Управление самолетом — жесткое, двойное.

Шасси — свободнонесущие стойки с полуосями и с колесами полубаллонного типа в обтекателях. Размер основных колес — 750x250 мм.

Стойки с масляно-воздушной амортизацией и двухзвенным механизмом. Амортизационный цилиндр был вынесен за пределы стойки, что избавляло его уплотнение от бокового трения при значительном стояночном угле.

Наступательное вооружение состояло (основной вариант) из четырех пулеметов ШКАС с боезапасом 4000 патронов.

В качестве дополнительного рассматривался вариант вооружения, включающий две пушки ШВАК (боекомплект 280 снарядов) и два пулемета ШКАС (боекомплект 1700 патронов). Нормальная бомбовая нагрузка — 200 кг, в перегрузку — до 400 кг. При этом на внутренней подвеске могли подвешиваться до 4 ФАБ-100, на внешней — 2 ФАБ-100.

Оборонительное вооружение состояло из одного пулемета ШКАС на турели МВ-3 с боекомплектом 500 патронов. Самолет имел радиостанцию РСР и оснащался переговорным устройством СПУ-2.

Летные данные самолета в целом были неплохими. При полетном весе 3450 кг Ш-2 развивал скорость 350 км/ч у земли и 439 км/ч на высоте 4700 м. Высоту 5000 м машина набирала за 9,5 мин.

Техническая дальность полета составляла 1300 км. Практический потолок — 9800 м. Разбег и пробег — 370 м. Винтомоторная группа серьезных нареканий не вызывала.

Тем не менее в акте Госкомиссии указывалось, что самолет госиспытания не выдержал вследствие недостаточной максимальной скорости полета, неудовлетворительной устойчивости вокруг всех трех осей, недоведенности бомбового вооружения, а также большого количества эксплуатационных дефектов.

Отмечалось, что самолет хорошо садится на три точки. Положительным являлось использование стопорящегося хвостового колеса. Обзор летчика вперед плохой, в стороны — хороший, назад — удовлетворительный.

Пилотировать самолет неприятно, расход рулей мал на всех режимах полета, вследствие этого трудно координировать движения.

Из-за неправильно установленного стабилизатора руль высоты все время необходимо брать на себя. Значительные усилия приходятся на ножное управление. На взлете и посадке самолет прост.

Кабина штурмана тесна — рекомендовалось установить турель МВ-5 вместо МВ-3. Кроме того, сама турель МВ-3 работала плохо. В кабину задувает.

Установленный на самолете прицел ОПБ-1 обеспечивал бомбометание только с больших высот, с малых — бомбометание было невозможным.

Как следствие, штурмовик в серию не запускался. Было рекомендовано довести самолет и предъявить его на повторные госиспытания с убирающимися шасси.

Несколько позже, 4 декабря 1939 г., Кочеригин, в это время конструктор завода № 156, и директор завода Ленкин предъявили в НКАП эскизный проект глубокой модификации самолета «Ш» — штурмовик БМШ (большая модификация штурмовика) М-90 (ОКБ-2). Проект был разработан по заданию М. Кагановича. В основу проекта был положен штурмовик Ш-1 М-88 постройки завода № 1.

Целью предлагаемой модификации являлось, прежде всего, увеличение максимальной скорости полета самолета, при устранении всех замеченных недостатков и общее улучшение самолета в целом, за счет облегчения и упрощения эксплуатации машины, а также удешевления ее в массовом производстве.

Центроплан был ферменной конструкции, но полки сварных лонжеронов из хромомолибденовых труб заменены хромансилевыми профилями Т-образного сечения. Решетка же лонжеронов состоит из набора труб, прикрепленных к полкам через кницы на болтах.

Для удешевления и упрощения производства консоли крыла вместо [83] дюралевой конструкции со стальными сварными лонжеронами из труб, заменены на консоли деревянной конструкции с хромансилевыми лонжеронами из Т-образных открытых профилей до половины длины и на концах — деревянными коробчатого типа. Закрылки и элероны оставлены дюралевой конструкции.

Обшивка крыльев деревянная, обеспечивающая при незначительном утяжелении конструкции прекрасную полировку внешних поверхностей и сохранение хорошей аэродинамической формы.

Фюзеляж, как и прежде, деревянный, по типу монокок.

С целью повышения эффективности охлаждения мотора была изменена форма передней части капота. Для уменьшения интерференции и лобового сопротивления стандартный масляный радиатор и всасывающие патрубки были введены в общий контур капота.

Управление самолетом оставлено жестким на шарикоподшипниках. Кроме основного управления, имелось дублированное в кабине летнаба.

Общий фонарь летчика и летнаба заменен отдельными фонарями, что помимо увеличения углов обзора и обстрела у летнаба, дало уменьшение общего миделя фюзеляжа, упрощение в целом производства и экономию веса.

Летчик был передвинут вперед на 50 мм, что улучшало ему обзор.

Кабина летчика стала просторнее за счет удаления из фюзеляжа двух масляных баков, которые заменены одним маслобаком емкостью 65 л, расположенным теперь за мотором перед противопожарной перегородкой. Последнее стало возможным вследствие того, что мотоустановка была удлинена на 50 мм.

Кроме того, имелся специальный воздуховод для притока свежего воздуха, поступление которого в кабину летчик мог регулировать по собственному усмотрению.

Благодаря удлинению моторной установки и перемещению кабины летчика вперед центровка самолета стала более передней, что благоприятно сказалось на продольной устойчивости самолета.

Для улучшения условий боевой работы стрелка турельная установка была сделана подъемной по образцу турели завода № 32, что при сохранении имеющихся у нее углов обстрела, обеспечивало хорошую аэродинамику самолета как в опущенном, так и в поднятом положении.

Для входа в кабину стрелка предусматривался специальный люк в верхней части фюзеляжа впереди экрана турели. Кольцо и экран турели вырезаны в передней части для обеспечения работы стрелка с прицелом ОПБ-1 и возможности пользования вторым управлением.

Смотровой люк в кабине стрелка был увеличен для улучшения обзора и облегчения использования его для выхода из кабины в случае аварии и при обслуживании самолета на земле. Предполагалось, что экран турели будет легко сбрасываться в случае аварии.

Шасси БМШ одностоечного типа полностью убирающееся в крыло с амортизатором крепилось к фюзеляжу и центроплану через специальную ферму. Такая конструкция позволяла перевозить самолет со снятыми консолями крыла на его колесах.

Подъем и выпуск шасси производился от масляной помпы. Замок шасси автоматически закрывался и открывался. Аварийный выпуск шасси обеспечивался механической системой. [84]

Колеса стандартные тормозные размером 750x250 мм. Костыль, как и на самолете Ш-1, колесного типа с колесом 300x125 мм, но только ориентирующееся, стопорящееся в среднем положении и убирающееся в полете.

Основная бомбовая нагрузка у БМШ была расположена внутри фюзеляжа.

Предполагалось, что уменьшение надстроек на фюзеляже и улучшение аэродинамических форм благоприятно отразится на увеличении скорости полета, так как на малых скоростях самолет «Ш» показал хорошую устойчивость.

С целью повышения путевой устойчивости на БМШ был увеличен киль и предполагалось увеличение поперечного V крыла.

Для повышения продольной устойчивости самолета была увеличена площадь стабилизатора (на 12%). Руль направления остался дюралевой конструкции, обшитый полотном, снабжен триммером, управляемым из кабины летчика.

Состав вооружения штурмовика предусматривал четыре варианта в зависимости от боевого назначения самолета: легкий штурмовик, штурмовик с увеличенной дальностью полета, пушечный штурмовик и пушечный штурмовик с увеличенной дальностью полета.

В варианте легкого штурмовика самолет имел вооружение в составе крыльевых пулеметов ШКАС (2000 патронов), одного оборонительного ШКАСа на турели (500 патронов) и внутренней бомбовой нагрузки 200 кг (бомбы калибра 2,5 и 10 кг).

Штурмовик с увеличенной дальностью полета имел четыре крыльевых пулемета ШКАС с увеличенным до 4100 боезапасом патронов, один оборонительный ШКАС на турели (750 патронов) и бомбовую нагрузку 100 кг (бомбы калибра 10 кг).

Состав вооружения пушечного штурмовика включал 2 крыльевые пушки ШВАК с боезапасом 240 снарядов, 2 крыльевых пулемета ШКАС (по 500 патронов на ствол) и бомбовую нагрузку 200 кг (бомбы калибра 2,5 и 10 кг).

Пушечный штурмовик сувеличенной дальностью полета отличался уменьшенной бомбовой нагрузкой до 100 кг (бомбы калибра 10 кг) и увеличенным запасом снарядов (до 360 шт) к пушкам ШВАК и патронов (до 1700 шт.) к пулеметам ШКАС.

В качестве резервного двигателя (в случае неподачи М-90 в сроки, обеспечивающие выпуск опытной машины в мае-июне 1940 г.) на БМШ предусматривалась установка мотора М-88 с турбокомпрессором.

Предполагалось, что после предварительных испытаний и доводки опытного самолета с М-88 ТК последний будет заменен на М-90 для окончательной проверки летных данных. При этом, если мотор М-90 окажется все же нереальным, то предлагалось заменить его на М-81 ТК.

По расчетам БМШ М-88 ТК при полетном весе 3700 кг мог иметь максимальную скорость у земли 417 км/ч (на форсаже — до 440 км/ч), на высоте 4000 м — 495 км/ч, на высоте 8000–10 000–522 км/ч.

Вертикальная скорость у земли составляла — 9,52 м/с, а на высотах 2000–3000 м — 10,21 м/с. Время набора высоты 1000 м — 1,7 мин, а 5000 м — 8,4 мин. Посадочная скорость — 108,5 км/ч. Практический потолок — 11 000 м. Разбег — 388 м, пробег — 220 м. При установке мотора М-90 максимальная скорость на расчетной высоте увеличивалась до 580 км/ч, а при установке М-81 — до 560 км/ч.

Несмотря на одобрение проекта, руководство НКАП никаких действенных [85] шагов для его реализации не предприняло. Самолет не строился.

К лету 1940 г. С. А. Кочеригин разработал проект малой модификации штурмовика типа «Ш» — ММШ с мотором М-81. Эскизный проект рассматривался в НИИ ВВС КА и в целом получил положительную оценку. Проект был утвержден Я. В. Смушкевичем 27 июня 1940 г.

За основу проекта ММШ был взят самолет Ш-2, на котором вместо М-87А был установлен мотор М-81 мощностью 1280 л. с. Вместо шести протектированных бензобаков оставлено только четыре.

В турели под капотом мотора был установлен маслорадиатор увеличенных [86] размеров. Капот имел заднюю регулируемую щель.

Крыло деревянной конструкции с уменьшенной до 18 кв. м площадью (вместо 24,15 кв. м). Соответственно были уменьшены размеры горизонтального и вертикального оперения.

Центровка самолета стала более передней — 25,5% вместо 30,6% САХ. Состав вооружения предусматривал установку только четырех крыльевых пулеметов ШКАС и бомбовой нагрузки 200 кг (в перегрузку — 400 кг).

По расчетам, при полетном весе 3800 кг ММШ М-81 мог развить у земли скорость до 450 км/ч, а на расчетной высоте 5000 м — до 520 км/ч. Нагрузка на крыло равнялась 211 кг/кв. м. Нагрузка на мощность — 2,97 кг/л. с. Мощность, отнесенная к площади крыла — 71 л. с. /кв. м. Время набора высоты 6000 м не превышало 11 минут. Посадочная скорость — 140 км/ч. Скоростная дальность полета — 685 км, а максимальная — 905 км. Разбег при взлете составлял 400 м, пробег на посадке — 300 м.

Специалисты НИИ ВВС считали, что заявленные конструктором летные данные вполне реальны. В выводах по эскизному проекту было записано: «...учитывая, что самолет фактически уже построен, необходимо его довести и испытать».

Отметим, что несмотря на то, что позже этот пункт был зачеркнут и вместо него записано: «...нецелесообразно продолжать работы», из архивных документов следует, что ММШ М-81 был построен, испытан и рекомендован в серию в качестве ближнего бомбардировщика. Самолет получил обозначение ББ-21 и был принят к серийному производству на заводе № 292. Однако вскоре, вместо ББ-21, заводу поручили внедрять истребитель И-28, а затем и Як-1...

В апреле 1940 г. в ОКБ П. О. Сухого, в развитие самолета «ИВАНОВ», был выпущен двухместный штурмовик-бомбардировщик ШБ (ББ-2) с мотором М-88, с бомбовой нагрузкой до 600 кг.

Стрелковое вооружение машины состояло из четырех крыльевых пулеметов ШКАС вне плоскости, ометаемой винтом, и двух ШКАСу стрелка (по одному на верхней турели и нижней люковой установке). Бронирование машины состояло только из бронеспинки летчика.

Самолет был испытан, показал хорошие результаты, хотя и ниже расчетных. Максимальная скорость у земли составила 370 км/ч, а на расчетной высоте — 460 км/ч.

В серии не строился, так как уже был выпущен бронированный штурмовик Ил-2, имеющий такую же бомбовую нагрузку, к тому же ШБ в ходе испытаний потерпел аварию и не восстанавливался. [87]