В.Б.Шавров "История конструкций самолетов в СССР"
ПЕРВЫЕ САМОЛЕТЫ-БОМБАРДИРОВЩИКИ ОКБ С.В.ИЛЬЮШИНА
Деятельность Сергея Владимировича Ильюшина в авиапромышленности началась в 1931 г. После работы заместителем начальника ЦАГИ и одновременно начальником ЦКБ ЦАГИ (а затем Сектора опытного строительства ЦАГИ) он был назначен в январе 1933 г. начальником ЦКБ на заводе им. Менжинского, где одновременно руководил одной из бригад.
Тематикой первых конструкторских работ Ильюшина стали дальние бомбардировщики.
Первоначально такой самолет проектировался им (недолго) по схеме летающего крыла с двумя двигателями М-34, но эта схема, в разработке которой принимал участие В. В. Никитин, была вскоре оставлена и заменена обычной низкопланной схемой под два двигателя М-85. Этот самолет был выпущен в двух вариантах ЦКБ-26 (1935 г.) и ЦКБ-30 (ДБ-З, 1936 г.).
ЦКБ-26 - низкоплан с довольно тонким фюзеляжем овального сечения и с большими зализами крыла, под которыми фюзеляж имел постоянное сечение почти на половине своей длины. Внешне самолет отличался короткой тупой носовой частью фюзеляжа. Конструкция его - деревянный монокок с фанерной обшивкой толщиной 5 мм в цилиндрической передней части и выклеенной из шпона задней частью с толщиной обшивки до 2,5 мм на конце. Снаружи монокок был оклеен полотном на аэролаке. Кабина летчика - как в И-16 (ЦКБ-12), задней верхней стрелковой точки не было. Вооружение: стрелкового не было, бомбы - до 1000 кг на наружной подвеске. Конструкция крыла, оперения, шасси и силовой установки - как в следующем самолете ЦКБ-30 (описана ниже).
На этом самолете летчик В. К. Коккинаки установил в 1936 г. несколько международных рекордов. 17 июля - высота 11294 м с грузом 500 кг, 26 июля - высота 11402 м с грузом 1000 кг, 3 августа - высота 12816 м с грузом 500 кг, 21 августа - высота 12101 м с грузом 1000 кг, 7 сентября - высота 11005 с грузом 2000 кг, 26 августа 1937 г. - скоростной беспосадочный перелет по треугольнику Москва - Севастополь - Свердловск - Москва протяженностью 5018,2 км с контрольным грузом 1000 кг за 16 ч со средней скоростью 325,3 км/ч (три международных рекорда). На ЦКБ-26 В. К. Коккинаки впервые в СССР выполнил петлю на двухмоторном самолете.
В серии ЦКБ-26 не строился, так как был по существу экспериментальным самолетом. Его развитие - ЦКБ-30 металлической конструкции.
ДБ-3 (ДБ-Зб, ЦКБ-30) - дальний бомбардировщик. Опытный экземпляр назывался ЦКБ-З0, другой номер ДБ-3 сохранялся в 1936 - 1938 гг. С 1938 г. самолеты типа 1936 г. для отличия от последующих модификаций стали называть ДБ-Зб.
Полетная масса опытного экземпляра была 6250 кг. При этом расчетные разрушающие перегрузки были приняты с запасом: nA=8,17; nB= 5,1; nC=3,38 и nD= 2,5. Масса пустого самолета без вооружения и съемного оборудования была сначала около 4200 кг. Постепенно масса возрастала по мере усложнения оборудования, а также вследствие конструктивных усилений и производственных утяжелений. В поздних серийных, уже ремонтированных экземплярах, она дошла до 5270 кг, а полетная перегрузочная масса в разных вариантах нагрузки доходила до 9700 кг. В этом случае nA= 5,3. Оптимальная центровка - на 28 % САХ.
О конструкции самолета ДБ-Зб следует сказать несколько подробнее, так как она явилась своего рода венцом развития структурных форм и элементов, принятых у нас в период, предшествовавший внедрению плазово-шаблонного метода производства самолетов. В ДБ-3 этот метод невозможно было применить, поскольку лонжероны его крыла делались из труб, а нервюры и шпангоуты - из Б-образных профилей с малковкой их обеих полок.
По конструкции ДБ-3 имел некоторое сходство с СБ, но трубы в лонжеронах были из стали ХМА (хромомолибденовой) с толщиной стенок до 4 мм на сварке и клепке. Ферменные лонжероны консолей крыла состояли из четырех частей каждый. Они соединялись в целый лонжерон заклепками из ХМА по полкам-трубам, входившим одна в другую телескопически.
Изготовление таких лонжеронов было трудоемким процессом. После газовой сварки каждая ферма - часть лонжерона длиной около 2 м - подвергалась закалке в специальных вертикальных "шахтных" термических печах. Качество сварки проверялось рентгеноконтролем каждого узла, причем оценка давалась в результате рассмотрения снимков и субъективных суждений контролеров о том, как понимать ту или иную черточку или точку на снимке - как трещину или нет. Первоначально из боязни ошибиться часто браковали вполне исправные лонжероны. В общем сварка получилась удачной, хотя и очень трудоемкой. Внутренняя клепка полок-труб малых диаметров (в среднем З0 мм внутри) 6-мм заклепками из стали ХМА была очень трудной и медленной операцией. Поскольку телескопические полки были ступенчатыми, а обшивка крыла - гладкой, все эти ступени под обшивкой сглаживались посредством 20-мм полос-прокладок из Д1 переменной толщины от 1 до 4 мм с пригонкой по месту.
Нервюры крыла ферменные: полки - U-профили, раскосы - трубы 20Х18 мм на кницах. Под обшивкой крыла и фюзеляжа шли U-стрингеры меньшей высоты, проходившие сквозь полки нервюр и шпан- гоуты. Места пересечения перекрывались выколоченными накладками на заклепках. И тут дело не обходилось без прокладок, поскольку точность изготовления нервюр в тогдашних деревянных шаблонах не всегда была на высоте. Полки нервюр крепились к лонжеронам посредством сварных узлов.
Вся клепка каркаса крыла была внутренней. Крыло было конструктивно сложным, очень трудоемким, однако прочным и достаточно легким. Трудоемкость резко снизилась только в ДБ-ЗФ и Ил-4 при коренном изменении всей конструкции. Фюзеляж был по конструкции проще крыла, в нем не было лонжеронов из ХМА, но участвовали в большом коли- честве те же 0-образные профили с малковкой их полок, переменной по всему периметру шпангоутов и достигавшейся лишь ручной выколот- кой, те же стрингеры, те же накладки и множество мелких сварных узлов. Узловые шпангоуты были коробчатые, как и рамы жесткости под фонарь, турель, люки, места подвески бомб и др. Толщина обшивки крыла и фюзеляжа почти везде 0,6 мм, рулей - 0,4 мм. Вся клепка, кроме больших узлов - на дуралюминовых заклепках с полукруглой головкой. Преобладали диаметры 3 и 2,6 мм по обшивке и каркасу. Стальные заклепки из ХМА и мягкие применялись диаметром до 6 мм.
Вооружение: три пулемета ШКАС, иногда пушка ШВАК в носо- вой установке, позднее - ШКАС (300 патронов) в "кинжальной"" установке.
Экипаж - три человека. На сиденье летчика - 9-мм бронеспинка. Бомбовая нагрузка - в нескольких вариантах - от 1000 до 2500 кг.
На специально переоборудованном ЦКБ-30 "Москва" был выполнен 27 - 28 июня 1938 г. беспосадочный перелет Москва - Спасск-Дальний протяженностью 7580 км за 24 ч 36 мин со средней скоростью 307 км/ч в значительной части пути на высоте 7000 М (В. К. Коккинаки и А. М. Бряндинский). 28 - 29 апреля 1939 г. на том же самолете "Москва" В. К. Коккинаки и М. Х. Гордиенко совершили беспосадочный перелет из Москвы в США (остров Мискоу) за 22 ч 56 мин, пройдя около 8000 км со средней скоростью 348 км/ч.
На самолетах ДБ-Зб было выполнено много полетов с испытательной целью.
ДБ-ЗТ - это ДБ-Зб в варианте торпедоносца, выпущенный в 1938 г. Конструктивных отличий в планере от ДБ-3 не было. Торпеды 45-36 АН и 45-36-АВ. (Первое число - калибр торпеды в см, второе - год принятия на вооружение; АН - авиационная низковысотная; АВ - авиационная высотная. Масса боевого заряда 200 кг, общая масса 940 кг. )
ДБ-ЗТП - торпедоносец поплавковый, тот же, что ДБ-ЗТ, но установленный на поплавки типа "Ж". Для этого пришлось усилить лонжероны и узлы центроплана и другие места. Выпущен в 1938 г. Поплавковый вариант как принципиально устаревший принят не был, и с тех пор военные поплавковые самолеты у нас не строились. Самолет ДБ-ЗТ состоял на вооружении и применялся в Великой Отечественной войне.
ДБ-ЗМ - первоначальное обозначение самолета ДБ-ЗФ первых серий с моторами М-87Б и М-88.
Самолет ДБ-3 строился серийно на трех заводах. Двигатели после- довательно менялись с М-85 на М-86, М-87, М-88, последние применялись с винтами ВИШ-23. Самолеты применялись в войне с белофиннами и в Великой Отечественной войне, в частности - в бомбардировочных налетах на Берлин.
Использовались они преимущественно в ночных налетах в составе авиации дальнего действия. С 1940 г. ДБ-3 стал сменяться самолетами ДБ-ЗФ, переименованными затем в Ил-4.
Винты фиксированного шага (ВФШ) двигателей М-87А лишь в 1939 г. были заменены винтами изменяемого в полете шага типа ВИШ-3. Это дало прирост скорости на 33 км/ч до высоты 4000 м, а на 5000 м - 50 - 52 км/ч, потолок увеличился на 1300 м:
Значительно позже, уже в 1943 г. на Ил-4К была испытана экспериментальная герметическая кабина для летчика и штурмана - общая, несколько увеличенная по высоте. Назначение этих работ - освоение больших высот, которое в то время проводилось как на истребителях, так и на бомбардировщиках.
Ил-4 (ДБ-ЗФ). В августе - сентябре 1939 г. прошел госиспытания этот вариант - модернизация ДБ-3 тех же размеров и очертаний, за исключением кабины штурмана - удлиненной, остроносой с большой площадью остекления. Но конструкция планера самолета была изменена полностью и радикально в соответствии с требованиями плазово-шаблонного метода производства. Из нее были полностью устранены трубы и Б-образные профили и все сопутствующие им мелкие сварные узлы. Лонжероны крыла (на прежних местах) стали двутаврового сечения: полки - стальные (ЗОХНЗА) профили-тавры, стенка - дуралюминовая листовая с вертикальными усилительными углобульбовыми профилями с подсечкой их у полок. Шпангоуты и нервюры - листовые с отбортовками малкованными на нужный угол в процессе штамповки резиной, без ручной доводки, без подгонки и без полос- прокладок, без сварки с рентгеноконтролем без трудной внутренней клепки. Это был важный принципиальный шаг в области конструкций, обусловленный повсеместным внедрением у нас плазово-шаблонного метода производства цельнометаллических самолетов после освоения и проверки всего метода при внедрении самолета Ли-2. Трубы и сварка оставались в моторамах, шасси и в немногих других местах; вся жесткая проводка управления самолетом не менялась. Все элементы конструкции были пересчитаны на прочность соответственно все возраставшей полетной массе, связанной с увеличением дальности (баки в носках крыла). Конструкция стала достаточно простой.
Была введена пневматическая система уборки шасси вместо масляно-пневматической.
Эталон ДБ-ЗФ на вторую половину 1940 г. был выпущен с двигателями М-88 в 1100 л. с. и имел полетную массу 8033 кг, доведенную с перегрузкой до 10153 кг. Поэтому скорость по сравнению с серийным ДБ-3 с М-87А возросла лишь на несколько километров в час и достигла 435 км/ч на высоте 6800 м.
Обозначение Ил-4 было введено в марте 1942 г. Ил-4 выпускался серийно, сменив в 1940 - 1944 гг. ДБ-3. Формы и размеры его уже не менялись, но из-за дефицитности дуралюмина во время войны пришлось во многих сериях консоли крыла и носовую часть фюзеляжа изготовлять из дерева и фанеры.
Двигатели ставились М-88Б (1100 л. с. на высоте 4000 м и 1000 л. с. на высоте 6000 м). Пробовали ставить двигатели М-82, М-89 и М-90 (в серии не строили).
Первоначально использовались винты ВИШ-23, потом - флюгерные УФ-61-ИФ и АВ-5ФЗ-158А. Масса пустого самолета в 1942 г. достигла 6421 кг, полетная - 10055 кг. Полеты с бомбами в перегрузку стали правилом, причем взлетная масса в перегрузочном варианте достигала 12120 кг с 2500 кг бомб.
Год от года вносились изменения, добавления, улучшения. Поэтому дать какие-то единые цифровые показатели для Ил-4 невозможно, так как летные данные при различных испытаниях относились к различным массам. Во всяком случае максимальная скорость у земли была в пределах 330 - 350 км/ч (позднее с М-82 она достигала 368 км/ч), на высотах порядка 4500 м (первая граница высотности) - до 400 км/ч, а на 6000 - 6500 м (вторая граница высотности) - до 445 км/ч. Наружная подвеска бомб, торпед соответственно снижала эти цифры. Дальность была порядка 3500 км (с двигателем М-82 - порядка 1640 км при нормальном запасе топлива), потолок - до 10 000 м.
Вооружение: первоначально три пулемета ШКАС, потом два пулемета ШКАС и один пулемет БС или пулемет УБТ (на турели) с 500 патронами. Пробовали две пушки ШВАК - впереди со 120, на турели с 240 снарядами. Бомбовая нагрузка нормальная (на внутренней подвеске) - 1000 кг, предельная - 2700 кг. Емкость топливных баков 3855 л в самолете ДБ-ЗФ, а первоначально в самолете ДБ-Зб емкость была 2860 л - десять баков, из которых четыре были встроены в консоли крыла и их обечайки служили обшивкой крыла. Протектирования не было. В самолете ДБ-ЗФ количество баков (при большем их объеме) уменьшили до шести, из которых встроенных было только два. В варианте торпедоносца бомба в 1000 кг заменялась торпедой 45-36-АН, сбрасываемой с малых высот, или торпедой 45-36-АВ - с больших высот. Кроме бронеспинки сиденья летчика стали бронировать и место стрелка (6 - 9-мм бронеплитка).
Ил-4 применялся еще как буксировщик планеров А-7 и Г-11 и для сбрасывания десанта до 7 человек. В 1946 г. был выпущен в нескольких экземплярах гражданский вариант Ил-4 для аэрофотосъемки, использовавшийся в системе Министерства геологии. Фотоаппаратура устанавливалась в бывшем бомбоотсеке.
Был произведен опыт применения теплового антиобледенителя крыла и стабилизатора, с обогревом также и задней кабины, с тремя подвесными калориферами. Скорость уменьшилась на 7 км/ч. Иногда вводилось дополнительное усиление хвостовой части фюзеляжа четырьмя. наружными лонжеронами-профилями, капотов двигателей и носовой кабины.
Ил-4 выпускался в 1940 - 1945 гг. в больших количествах в разных модификациях и широко применялся в Великой Отечественной войне.
ДБ-4 (ЦКБ-56) - дальний бомбардировщик, немного больший по длине, чем ДБ-З, и отличавшийся по схеме. Это был высокоплан с двумя двигателями АМ-37 по 1400 л. с., с разнесенным вертикальным оперением и с большим бомбовым отсеком в фюзеляже под крылом. Выпущен был в октябре 1940 г., но его испытания были только заводские, так как из-за дефектов он не мог быть предъявлен на госиспытания. Кроме того, в октябре 1940 г. в серийное производство был запущен Ер-2 того же класса. ЦКБ-56 не имел перспектив также из-за двигателя АМ-37, который в следующем году был снят с производства. Предполагалась постановка М-120, потом М-82, но это сделано не было.
Ил-6. Дальний бомбардировщик с крейсерской скоростью 350 - 380 км/ч при полете на дальность 5000 км, т. е. почти на 100 км/ч больше, чем у Ил-4. По схеме напоминал Ил-4, но несколько больших размеров и с дизелями А. Д. Чаромского АЧ-ЗОБ в 1250/1500 л. с. Ил-6 был выпущен в двух опытных экземплярах.
Испытания проводил с 7 августа 1943 г. В. К. Коккинаки на заводе, затем А. Н. Гринчик и Н. С. Рыбко в ЛИИ. Летом 1944 г. установили двигатели АЧ-З0БФ мощностью до 1500 л. с. Дальнейшие работы были прекращены из-за недостатков самолета и двигателей.
HTTP://ATTEND.TO/COMMI
