Авиация и космонавтика 2004 05-06

ПИКИРУЮЩИЙ БОМБАРДИРОВЩИК ПЕ-2

Начальник конструкторского отдела и первый заместитель директора Завода опытных конструкций (ЗОК) Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) Владимир Михайлович Петляков не мог пожаловаться на судьбу вплоть до начала ноября 1937 г. Один из ближайших соратников Андрея Николаевича Туполева, рассчитавший крыло знаменитого тяжелого бомбардировщика АНТ-6 (ТБ-3) и возглавлявший разработку более современного дальнего высотного многомоторного самолета АНТ-42 (он же ТБ-7, или Пе- 8), Петляков был отмечен как руководством ЦАГИ, так и более высокими чиновниками. Летом и осенью 1937 г. он принимал участие в работе советских технических делегаций в СШA и Франции, завершившейся закупкой лицензий на целый ряд зарубежных самолетов (в том числе на знаменитый Дуглас DC-3, получивший в Советском Союзе название Ли-2 и оставивший заметный след в истории советской авиации).

Удачно складывающуюся карьеру Петлякова прервал внезапный арест накануне празднования двадцатилетия Октябрьской революции. Обвинение было смехотворным – вредительское затягивание сроков доводки АНТ-42, однако, по существовавшей в то время "традиции", неопровержимым. Только летом 1938 г. Петлякову позволили вернуться к работе в Специальном техническом отделе (СТО) НКВД. Организация подобных учреждений, использовавших для проведения научных и конструкторских работ осужденных специалистов, практиковалась в СССР с конца 20-х годов. Тогда из арестованных по "делу Промпартии" работников авиапромышленности сформировали конструкторское бюро на заводе № 39, в котором в рекордный срок был спроектирован истребитель И-5.

В конце 30-х годов число "врагов народа" среди авиаконструкторов стало столь велико, что это серьезно повлияло на состояние советских ВВС. Поэтому многих известных специалистов "извлекли" из каменоломен и с лесоповала, чтобы использовать по прямому назначению. Под непосредственным надзором Л.П. Берии в составе СТО организовали КБ-29, фактически целое объединение конструкторских бюро, занимавшихся проектированием новых боевых самолетов. Основную часть коллектива конструкторов составляли заключенные, жившие и работавшие в бывшем здании КОСОС ЦАГИ, превращенном в своеобразную тюрьму. Заключенными были и все фактические руководители КБ, включая А.Н. Туполева.

Новой машиной, к проектированию которой приступил Петляков во главе коллектива из 50 конструкторов, должен был стать высотный истребитель с большой дальностью полета и мощным наступательным вооружением. В этой работе несомненно просматривается связь с предыдущей машиной Петлякова – высотным бомбардировщиком АНТ-42, о чем необходимо сказать несколько слов.

Опытный высотный истребитель "100"

Та же машина, вид 3/4 спереди

Одной из центральных идей, положенных в основу проекта АНТ-42, являлось обеспечение высокой скорости полета на больших высотах. Разработчики будущего ТБ-7 стремились сделать так, чтобы истребители противника не могли его догнать в полете, чем обеспечивалась высокая выживаемость машины в условиях боевых действий. Но разработка и доводка АНТ-42 сильно затянулись как из-за неполадок с силовой установкой, так и в связи с репрессиями, которые обескровили конструкторское бюро. Пострадали от них и многие сторонники развития тяжелобомбардировочной авиации в руководстве ВВС.

Несмотря на все достоинства АНТ- 42, нельзя не заметить и противоречия, заложенного в саму идею машины: высотный многоместный бомбардировщик был лишен герметичных кабин. Современники вспоминают, что причиной этому было весьма прохладное отношение Туполева к уже нередким в середине 30- х годов гермокабинам. Следует признать, что решить проблему защищенности тяжелого бомбардировщика только за счет высокой скорости полета на больших высотах в то время не удалось. Новые истребители, появившиеся во второй половине 30-х годов, сделали резкий скачок в скоростных характеристиках по сравнению с самолетами прежнего поколения.

В этих условиях Петляков понял, что если нельзя прорваться в тыл противника самостоятельно, следует попробовать сделать это под прикрытием дальних истребителей большого радиуса действия. Так родилась идея высотного истребителя сопровождения, который должен был прикрывать АНТ-42 в дальних рейдах. Заметим, что в формировании облика новой машины Туполев уже не принимал никакого участия, поэтому кабины самолета предполагалось сделать герметичными.

Самолеты, подобные АНТ-42, создавались и за рубежом. Бомбардировщики, оборудованные гермокабинами и устройствами для повышения высотности двигателей (той или иной системой наддува), считались одним из перспективных видов оружия для будущей войны. В США уже готовились к серийному выпуску знаменитой "Летающей крепости" – самолета Боинг В-17, имевшего турбонагнетатели на моторах. В Англии и Германии также активно работали над бомбардировщиками с гермокабинами.

Подобным машинам нужно было противопоставить высотные истребители- перехватчики.

Таким образом, назначение будущего истребителя становилось двояким: дальний истребитель сопровождения и высотный перехватчик.

Наименование "100" истребитель получил, по-видимому, в связи с названием организации, где создавался – СТО; машина другого "арестанта", В.М. Мясищева, получила название СТО-два, или "102", а самолет А.Н. Туполева – СТО-три, или "103".

От цифры "100" произошло прозвище "Сотка". "Сотка" пережила Спецтехотдел, который вскоре был переименован в Особое техническое бюро (ОТБ), которое возглавил майор госбезопасности В. Кравченко.

Любопытно, что все документы, выходившие за пределы ОТБ, в том числе и по сугубо техническим вопросам, подписывал его начальник. Имена главных конструкторов нигде не фигурировали. Однако еще существовали документы, ответственность за которые несли исполнители-заключенные. Поскольку НКВД решило не тиражировать подписи "врагов народа", каждому из специалистов, имевших право утверждения документов, была выдана номерная печать. Известно, что в составе ОТБ работали сначала три, а затем четыре коллектива (четвертый, Д.Л. Томашевича, проектировал истребитель "110"). В целях исключения путаницы с документами было найдено мудрое решение: сумма цифр в номерных печатях исполнителей должна была быть равной числу, указанному в номерной печати их главного конструктора. Поистине чудеса находчивости!

Хвостовое оперение первого экземпляра самолета "100"

В. М. Петляков

Первый экземпляр истребителя "100" на козелках

Задача, стоявшая перед конструкторами-заключенными, выглядела явно нелегкой. По техническому заданию практический потолок машины должен был составлять 12 500 м, а на высоте 10 000 м "сотка" должна была летать со скоростью 630 км/ч. Жестким был и срок, отведенный на создание машины – она должна была подняться в воздух в следующем, 1939 г. Такой срок обусловил режим работы ОТБ: 11-12 часов в сутки без выходных дней и каких-либо поблажек. В мае 1939 г. изготовили полноразмерный макет нового самолета, который принимала комиссия под председательством начальника НИИ ВВС генерал- майора авиации А.И. Филина. "Враги народа" из ОТБ успешно справились с важным заданием, и их детище – "сотка", построенная на заводе № 156, впервые взлетела 22 декабря 1939 г.

Конструкция фюзеляжа новой машины, разработанная А.И. Путиловым, по типу приближалась к монококу. Фюзеляж состоял из трех технологических узлов, представлявших собой тела вращения с легким гаргротом между передней кабиной пилота и задней – штурмана и стрелка. Обшивка фюзеляжа была сравнительно толстой, в среднем 1,5-2 мм, а шпангоуты – редкими, установленными через 0,3-0,5 м.

Стрингеры для подкрепления обшивки не применялись. Крыло самолета спроектировали трапециевидным двух- лонжеронным, практически без стреловидности по передней кромке. Оно состояло из центроплана и двух консолей, с частым набором стрингеров и нервюр, закрытых обшивкой толщиной 0,6-0,8 мм. Элероны выполнили разрезными, закрылки – типа Шренка. Трехопорное шасси с хвостовым колесом спроектировал Т.П. Сапрыкин. Главные опоры были двухстоечными, убираемыми поворотом назад в мотогондолы; хвостовое колесо тоже убиралось.

Обшивка опытного самолета покрывалась бесцветным лаком и сохраняла естественный серебристый цвет. А вот элероны и рули были окрашены красной краской. На бортах фюзеляжа и на нижней поверхности крыльев были изображены звезды с черной окантовкой.

Самолет "100 с двумя моторами М- 105, с двумя турбокомпрессорами ТК-2 и двумя гермокабинами" – таково было его полное официальное наименование – можно считать поистине новаторским, несмотря на традиционную компоновочную схему. Вот неполный перечень его особенностей.

Тяжелый истребитель "100"

Двигатель М-105ТК на самолете '100"; хорошо видна турбина турбонагнетателя ТК-2

Вооружение, располагавшееся в носовой части фюзеляжа: две пушки ШВАК и два пулемета ШКАС

На машине стояли два новейших по тем временам мотора М-105 с турбокомпрессорами ТК-2, включенными в силовую схему мотогондол, и винтами- автоматами ВИШ-42. Сам М-105 представлял собой продукт эволюции французского двигателя Испано-Сюиза 12Y, лицензию на который советское правительство приобрело в 1934 г. Его дальнейшим совершенствованием в СССР занималось конструкторское бюро завода № 26 в Рыбинске, руководимое В.Я. Климовым. Оно последовательно создало несколько типов моторов, сохранявших общую компоновку и основные конструктивные решения оригинала, но уже не имевшие прямых французских аналогов. Последним из запущенных в серию в довоенный период двигателей этого семейства как раз являлся М-105. На нем внедрили противовесы коленчатого вала,двухскоростной нагнетатель и трехклапанные головки. Все основные узлы значительно усилили.

Эти шаги позволили значительно форсировать мотор по степени сжатия, оборотам и наддуву. Однако в конце 1939 г. он был еще довольно "сырым" и его надежность оставляла желать много лучшего.

Для "сотки" подготовили небольшую серию М-105 с комбинированным наддувом. В некоторых документах их именуют М-105ТК. Первую ступень обеспечивали турбонагнетатели ТК-2 (по одному на блок), а вторую – приводной нагнетатель мотора. Турбины компрессоров размещались по бортам мотогондол под передней кромкой крыла. Выхлопных патрубков или коллекторов обычного для М-105 типа на гондолах не было.

Комфортные условия экипажу из трех человек создавали две гермокабины (автор – М.Н. Петров), снабжавшиеся сжатым воздухом от турбокомпрессоров и сохранявшие постоянным давление, начиная с высоты 3700 м и до предельного потолка 10 000 м. Десятикратный запас прочности обеспечивал безопасное выполнение любых фигур высшего пилотажа и пикирование на сверхмаксимальных скоростях.

Широко были применены электродистанционные агрегаты управления, разработанные А.А. Енгибаряном и И.М. Склянским (электрогидравлическая система уборки шасси, электропривод закрылков, створок водяных радиаторов, триммеров, регуляторов постоянных оборотов винта Р-3 и так далее). Предпочтение электромеханизмов традиционным тросам и тягам объяснялось, по- видимому, более простой герметизацией электроразъемов по сравнению с выводами деталей, совершающих вращательное или поступательное движение.

Самолет имел мощное наступательное вооружение, включавшее две 20-мм пушки ШВАК (боезапас по 300 снарядов на ствол) и два 7,62-мм пулемета ШКАС (по 900 патронов для каждого). Для защиты истребителя от атак с задней полусферы предусматривалась установка неподвижного пулемета ШКАС в хвостовом коке с боекомплектом из 700 патронов. На испытаниях "сотки", однако, эта установка отсутствовала.

Для использования в качестве истребителя-бомбардировщика на самолете предусмотрели возможность подвески на внешних держателях двух авиабомб калибра 250 кг или 500 кг вне площади, ометаемой винтами. Это обеспечивало безопасность бомбометания с пикирования под углами, близкими к отвесным. Кроме того, на самолете применили новый вид вооружения – кассету К-76 с 40 трехдюймовыми артиллерийскими (неоперенными) снарядами, которые собирались сбрасывать на строй бомбардировщиков противника. Подрыв снарядов производился с помощью дистанционных трубок. В другом, более позднем, варианте в кассеты К-100 укладывались 96 бомб весом по 2,5 кг. В то время бомбардировочное вооружение для поражения воздушных целей считалось довольно перспективным; над ним работали в Италии и Англии. В СССР с 1935 г. испытывались различные типы противосамолетных бомб.

Существует известное выражение, в соответствии с которым недостатки человека есть продолжение его достоинств. То же самое можно сказать и о самолетах. Когда 22 декабря П.М. Стефановский начал заводские испытания новой машины, стало ясно, что обилие нововведений не прошло даром для "сотки": перечень выявленных на испытаниях дефектов оказался поистине необъятным.

Катастрофа "дублера".

В первом же полете отказал правый мотор. Стефановский так описывал сложившуюся обстановку: "Лечу на одном моторе. Шасси, как всегда в первом полете, выпущено. Машина идет со снижением. Это еще больше усложняет пилотирование. Мало, ох как мало высоты. Впереди строго по курсу – крыша ангара, за ней, на технической площадке, всякое аэродромное оборудование, огромные деревянные козлы, на которые поднимают самолеты при проверке шасси. Туда и несет. Со скольжением на полном газу перетягиваю через крышу.

Самолет, как на ухабе, проседает, несется прямо на козлы. Сейчас последует столкновение, уже не отвернешь. Машина с небольшим парашютированием касается колесами земли и тут же делает гигантский прыжок вверх, за ним второй, третий и наконец останавливается. Двухметровый деревянный козел позади. Перескочили через него!"

Причиной прогрессирующих прыжков "сотки" оказалась ошибка, допущенная при расчете амортизаторов основных стоек шасси. Конструкция шасси была доработана в кратчайший срок. Труднее оказалось довести мотоустановку. Система охлаждения масла, как выяснилось, обладала недостаточной производительностью на высотах свыше 5000 м; начиная с высоты 6000 м превышала максимально допустимую и температура воды. Несмотря на двукратную замену моторов, маслопомп и другого оборудования, на испытаниях не удалось достичь расчетных высотно- скоростных характеристик "сотки". Не удалось замерить и скороподъемность на больших высотах.

Удивительное дело, но самый капризный агрегат, от которого в те времена всегда ждали подвоха, – турбокомпрессор ТК-2 – на "сотке" работал практически без замечаний. Это позволило руководителям испытаний сделать оптимистический вывод о реальности получения расчетной скорости 600-620 км/ч на высоте 10 000 м. При этом расчетные и полученные в ходе испытаний скорости на малых и средних высотах практически совпадали. Наивысшая скорость, полученная при "прогоне площадки" на высоте 6600 м, составила 538 км/час. Высоту 4000 м истребитель с нормальной полетной массой 7265 кг набирал за 6,8 мин. За период заводских испытаний с 22 декабря 1939 г. по 10 апреля 1940 г. самолет находился в доводке и ремонте (после вынужденной посадки "на живот" из-за невыпуска лыжного шасси) 122 суток, а летал только 11 дней. Всего выполнили 23 полета с общим налетом 6 ч 55 мин.

Начиная с 11 апреля 1940 г. "сотка" проходила государственные испытания в НИИ ВВС Красной Армии. Первый экземпляр самолета опять пилотировал майор Стефановский, штурманом был майор Никитин. На втором экземпляре, так называемом "дублере", летали пилот капитан A.M. Хрипков и штурман П.И. Перевалов. "Дублер" немного отличался от первого экземпляра. На нем, помимо кассет, была предусмотрена внутренняя подвеска бомб калибром 25-100 кг. Впрочем, "дублер" оказался несчастливой машиной. Во время 11-го полета еще при взлете кабина неожиданно заполнилась дымом. Пилот ничего не видел и решил развернуться и сесть на соседнем поле. Но штурман вспомнил, что прямо по курсу есть кочковатый луг. Ориентируясь по верхушкам мачт ЛЭП, едва видимым в дыму, Хрипков пошел на посадку. Последствия были ужасны. На пути гуляли малыши из детского сада Химкомбината. Самолет пронесся прямо по ним, давя колесами и рубя винтами. Вместе с детьми погибла и 18-летняя воспитательница. Истребитель в конце пути скапотировал, и экипаж, так ничего и не понявший, от удара потерял сознание. Летчики прямо в госпитальной палате были взяты под арест НКВД.

Расследование показало, что причиной катастрофы явилась обыкновенная гайка, недотянутая на бензопроводе. Бензин капал на коробки переключателей. Когда Хрипков убрал щитки (их привод был электрический), произошло воспламенение от небольшой искры на контактах, затлела изоляция и краска.

Несмотря на суровость сталинских времен и погибших детей, наказание выглядело очень мягким. Экипаж признали невиновным (что и было на самом деле), а три человека из наземного состава получили по выговору: два инженера, и заводской механик, обслуживавший самолет. "Дублер" оказался полностью разбит и восстановлению не подлежал.

На вновь оставшемся единственным первом экземпляре "сотки" продолжили испытания. Для увеличения путевой устойчивости на машине нарастили кили примерно на треть площади (с 0,77 до 1 м2 ). Продольная устойчивость машины также была признана недостаточной и для ее повышения в дальнейшем было предложено увеличить угол стреловидности консолей, что впоследствии и сделали на серийных Пе-2. При полностью выпущенных посадочных щитках посадка "сотки" на "три точки" оказалась невозможной, так как не хватало рулей, поэтому рекомендовали не выпускать закрылки полностью, а на серийных машинах изменить угол установки стабилизатора.

Самым же неприятным открытием оказались свойства профилей крыла на скоростях, близких к посадочным. Дело в том, что в погоне за высокими максимальными скоростями были выбраны остроносые профили разработки ЦАГИ: "В" в корне крыла и "BS" на его концах. Они действительно имели меньшее лобовое сопротивление при равном с обычными профилями коэффициенте подъемной силы на малых углах атаки, однако на больших углах, характерных для условий посадки, на таких профилях происходил несимметричный срыв потока.

В ходе государственных испытаний выполнили 34 полета с общим налетом 13 ч 25 мин, и выяснили, что в целом самолет соответствовал всем требованиям технического задания за исключением скорости, поскольку на разных высотах не добирал 10-20 км/ч.

Испытания еще не успели завершиться, а праздничным утром 1 мая 1940 г. Стефановский уже продемонстрировал машину на воздушном параде в Москве. Из-за волнения летчик забыл убрать шасси и выполнил "горку" над Красной площадью с выпущенными стойками. Петляков и его сотрудники наблюдали полет с крыши здания бывшего КОСОС ЦАГИ – своей тогдашней тюрьмы.

Несмотря на выявленные недостатки, общее заключение по испытаниям самолета "100" было благоприятным.

В нем отмечалось:

"1. Самолет "100" представляет собой наиболее удачное разрешение проблемы создания вооруженной машины с герметичной кабиной. Необходимо построить опытную серию самолетов "100".

…3. В целях использования высокой аэродинамики самолета "100" целесообразно создание на его базе пикирующего бомбардировщика без гермокабины. Необходимо построить опытную серию. Макет этого самолета предъявить на утверждение к 1 июня 1940 г."

Третий пункт заключения резко изменил судьбу "сотки". Объективная оценка современного состояния авиации потенциальных противников говорила о том, что в ближайшие годы не следует опасаться массового применения высотных бомбардировщиков.

Имевшиеся за рубежом самолеты такого типа оставались еще очень "сырыми", недоведенными и непригодными для эксплуатации в строевых частях, в связи с этим отпадала и острая нужда в высотных истребителях.

Последующий ход боевых действий в период Второй мировой войны показал правильность такой оценки. Ни одна из стран "оси" в годы войны не применяла массово высотные бомбардировщики. Мизерное количество имевшихся у немцев высотных самолетов Юнкерс Ju 86Р, Ju 86R и Хеншель Hs 130 было использовано в основном для стратегической разведки.

В Италии подобных машин не было, а японцы вообще не располагали тяжелой бомбардировочной авиацией. Первым "настоящим" серийным высотным бомбардировщиком, сочетавшим гермокабины экипажа с турбонаддувом моторов, стал американский Боинг В-29 "Суперфортресс", появившийся на Тихоокеанском театре военных действий в 1944 г.

Однако перед руководством советской авиапромышленности стояли другие проблемы. Основной фронтовой бомбардировщик советских ВВС-СБ, сконструированный еще в 1934 г. и серийно строившийся с 1936 г., – уже устарел. Тяжелые испытания выпали на его долю уже в ходе советско-финской войны зимой 1939-1940 гг., хотя финскую авиацию и количественно, и качественно нельзя было отнести к передовым.

Требовалась новая массовая машина для фронтовой авиации, и ею должен был стать пикирующий бомбардировщик. В результате на отчете по испытаниям "сотки" появилась резолюция начальника ВВС Красной Армии командарма 2-го ранга Я.В. Смушкевича: "Акт утверждается с внесением поправки в заключение: самолет "100" в пикирующем варианте признать целесообразным для серийной постройки".

Интересно сопоставить характеристики высотного истребителя "100" с данными некоторых других машин.

Почти параллельно с "соткой" проходил испытания другой высотный истребитель – И-200, ставший впоследствии известным самолетом МиГ-3.

Его максимальная скорость на высоте 7000 м достигала 640 км/ч (у серийных – 628 км/ч.), и вплоть до высоты 8000 м он был быстроходнее "сотки", однако на больших высотах преимущество в скорости должно было по расчетам переходить к последней.

Превосходство "сотки" над германским тяжелым истребителем Мессершмитт Bf 110 на высотах более 4500 м являлось безусловным.

Единственной машиной, которая во всем диапазоне высот могла бы поспорить с "соткой" по скорости, был знаменитый американский истребитель Локхид Р-38 "Лайтнинг", который, впрочем, в 1940 г. был еще очень далек от серийного производства.

Следует отметить, что по стрелковому вооружению "сотка" несколько уступала и Bf 110, и английскому истребителю "Бофайтер" I.

Однако по общему комплексу летно- технических данных машина вполне отвечала требованиям, предъявляемым тогда к самолетам подобного назначения. Тем не менее правительство в это время от планов выпуска высотных истребителей отказалось.

Судьба же опытного самолета "100" такова. Летом 1941 г. его передали ВВС Черноморского флота. Попав в 63-ю авиабригаду полковника Хатиашвили, он участвовал в боях в первые месяцы Великой Отечественной войны. Где и как закончил этот самолет свое существование – неизвестно.