На пути к новому штурмовику
Основной ударной силой советской штурмовой авиации всю Великую Отечественную войну являлся знаменитый штурмовик Ил-2 с мотором АМ-38, серийно выпускавшийся с марта 1941 г. Это был первый самолет, в котором броня использовалась как несущий элемент конструкции планера. Вооружение Ил-2 состояло из двух пушек ШВАК или ВЯ-23, двух пулеметов ШКАС, восьми ракетных орудий (пусковых установок НУР) РО-82 и 400 кг бомб (в перегрузку можно было взять 600 кг).
Согласно «Наставлению по боевым действиям штурмовой авиации» (1944 г.) основное назначение штурмовиков — непосредственная авиационная поддержка наземных войск на поле боя и в тактической глубине обороны противника. Самолеты должны были уничтожать танки, артиллерию, минометы, другие технические средства, а также живую силу противника; противодействовать подходу к полю боя тактических и оперативных резервов врага, разрушать штабы, средства связи и полевые склады, нарушать перевозки, уничтожать самолеты на аэродромах и активно бороться с транспортной и бомбардировочной авиацией в воздухе; топить речные и морские суда, вести воздушную разведку.
Но накопленный опыт боевого применения Ил-2 вместе с достоинствами выявил и существенные просчеты в конструкции самолета. Эффективность бронирования оказалась недостаточной для успешных действий в условиях сильного зенитного огня. Слабость брони можно было бы возместить маневренностью, снизив вероятность поражения самолета, но горизонтальная и вертикальная скорости довольно громоздкого и тяжелого Ил-2 не позволяли в необходимой мере применять противозенитный маневр. Бомбовая нагрузка самолета была невелика. При этом Ил-2, с одной стороны, был неспособен нести бомбы крупного калибра, необходимые, например, для поражения укреплений; с другой — реальная нагрузка резко уменьшалась при использовании мелких боеприпасов, наиболее эффективных при ударах по площадным целям на передовой. К этому следует добавить небольшой радиус действия Ил-2 и отсутствие на нем современных средств аэронавигации.
Уже через год после начала Великой Отечественной войны сформулировали требования к перспективному штурмовику. Новый самолет должен был обладать мощным вооружением, высокой боевой живучестью, маневренностью, большим диапазоном скоростей при хорошей управляемости на малых и средних высотах, отличным обзором (для поиска целей и сохранения визуального контакта с ними при выполнении маневра) и высокой скороподъемностью (для построения противозенитного маневра преимущественно в вертикальной плоскости) и т.д. При этом предусматривалось движение в двух направлениях: к тяжелому штурмовику (частично совмещавшему функции легкого бомбардировщика) и легкому маневренному штурмовику. Первый случай требовал наращивания броневой защиты и усиления вооружения, второй — необходимости сделать упор на улучшение летных данных, обеспечив увеличение подвижности самолета. Прикидки показывали, что нагрузка на крыло получалась не менее 180 — 190 кг/м2 для тяжелого штурмовика и 200 — 210 кг/м2 — для легкого, а нагрузка на мощность не более 3,5 — 3,6 кг/л.с. — для тяжелого и 3,0 — 3,2 кг/л.с. — для легкого штурмовика. Вес брони не должен был превышать 15— 16% от нормального полетного. Реализация вышеперечисленных характеристик требовала наличия мотора мощностью не менее 2000 — 2200 л.с. и совершенствования аэродинамики планера. При этом, с точки зрения боевой живучести и весовой эффективности, лучше всего для этого подходил двигатель воздушного охлаждения.
Первым за создание штурмовика нового поколения взялся П.О. Сухой. В июне 1942 г. успешно прошел государственные испытания опытный образец одноместного самолета Су-6 с мотором М-71 мощностью 2000 л.с. Он соответствовал концепции легкого маневренного штурмовика. Как показало время, Сухой довольно неплохо представлял, каким должен быть самолет поля боя в современной войне, и по своим летно-боевым качествам его машина вполне отвечала основным требованиям для 1942 г.
Су-6 вооружался двумя пушками ВЯ-23 и четырьмя пулеметами ШКАС (все они размещались в крыле). Боекомплект включал 230 снарядов и 3000 патронов соответственно. Бомбовое вооружение допускало внутреннюю подвеску четырех бомб ФАБ-50 или ФАБ-100 (в перегрузку) и наружную — двух ФАБ-50 или ФАБ-100. Наличие кассет для мелких бомб обеспечивало возможность применения осколочных и зажигательных авиабомб, а также ампул с зажигательной смесью. Ракетное вооружение включало десять РО-132 или РО-82.
При нормальном полетном весе 5250 кг нагрузка на крыло составляла 201,9 кг/м2, а нагрузка на мощность не превышала 2,63 кг/л.с. Самолет имел очень чистые в аэродинамическом отношении формы и мощную механизацию крыла (щитки и автоматические предкрылки). Для уменьшения лобового сопротивления применили оригинальную кинематику уборки шасси в центроплан назад по полету с поворотом колес в процессе уборки на 90° (по типу опытного самолета ШБ). Снижение внутреннего сопротивления фюзеляжа встречному потоку воздуха достигалось хорошей герметизацией отверстий и щелей, через которые мог перетекать воздух.
В результате летные данные и маневренные качества Су-6 оказались значительно выше, чем у серийного штурмовика Ил-2. При нормальном полетном весе самолет развивал у земли скорость 445 км/ч, на высоте 2500 м — 491 км/ч. Максимальная дальность полета составляла 576 км; время подъема на высоту 1000 м — 1,7 мин, а на высоту 3000 м — 5,1 мин; вертикальная скорость с полной боевой нагрузкой у земли — 9,8 м/с. За один боевой разворот штурмовик без бомб и реактивных снарядов набирал 600 — 700 м высоты, почти как многие истребители в то время.
Самолет отличался хорошей управляемостью. Взлет и посадка проходили хотя и несколько сложнее, чем на Ил-2, но также отличались простотой. Из-за большого «лба» мотора обзор из кабины на рулении был недостаточен — рулить приходилось змейкой. Но обзор в воздухе оценивался как удовлетворительный. По мнению летчиков-испытателей, штурмовик по технике пилотирования оказался вполне доступен для освоения летчиками средней квалификации.
Броня общим весом 660 кг должна была надежно защищать от пуль калибра 12,7 мм и осколков зенитных снарядов. Она не включалась в силовую схему самолета и располагалась внутри фюзеляжа. Несмотря на некоторую нерациональность такого решения с точки зрения весовой отдачи, предложенная схема значительно улучшала условия «работы» брони и повышала ее стойкость, поскольку бронелисты экранировались элементами конструкции самолета и обшивкой фюзеляжа.
Дело в том, что обшивка, бензо- и маслобаки, различного рода перегородки, трубопроводы, агрегаты, оборудование и т.д., встречающиеся на пути движения снаряда, отклоняют его ось от касательной к траектории и, как следствие, в значительной степени изменяют геометрию соударения с броней. Снаряд встречает поверхность брони под углом, значительно отличающимся от наиболее выгодного — нормали, или даже плашмя. Кроме того, при пробивании элементов конструкции самолета происходит частичное разрушение (снятие оболочки) пули или снаряда, что также способствует улучшению защиты. Броневой лист, обстреливаемый через преграду, пробивался с более близкой дистанции, чем при обстреле его без преграды. Любые дополнительные препятствия (например, перегородки, установленные внутри фюзеляжа) значительно усиливали эффект отклонения оси снаряда и повышали стойкость брони, а увеличение калибра снаряда при одних и тех же условиях обстрела, наоборот, уменьшало этот эффект.
Решение, принятое Сухим, имело как преимущества, так и недостатки, но в НИИ ВВС посчитали, что минусов в нем больше, чем плюсов, и, движимые стремлением снизить вес машины, предложили изменить схему бронирования путем перераспределения толщины брони и включения ее в силовую конструкцию самолета. Рекомендовалось построить небольшую серию из 25 штурмовиков и провести их войсковые испытания в боевых условиях, после чего сделать окончательный вывод.
Однако планы эти не осуществились. Основная причина состояла в том, что летом и осенью 1942 г. положение на фронте было очень тяжелым, потери техники — велики, требовалось выпускать как можно больше боевых самолетов, а развертывание производства новой машины и двигателя к ней, помимо определенных трудностей, неизбежно привело бы к ощутимому снижению выпуска моторов М-82 (поскольку делал бы их тот же самый завод № 19), что, в свою очередь, могло привести к срыву поставок истребителей Ла-5.
Военным тогда явно было не до борьбы за качество поставляемой на фронт авиатехники: в сложившейся обстановке требовалось в первую очередь решить количественную задачу — обеспечить восполнение убыли материальной части и накопить достаточные резервы для проведения дальнейших боевых операций. Они безусловно понимали, что поступление в ВВС самолетов с повышенной боевой эффективностью позволило бы не только поднять качественный уровень действии авиации, но и существенно уменьшить потребное количество машин в строю. Ведь чем совершеннее техника, тем меньше ее нужно. Но переход на нее был связан с явным риском, и на него пойти не решились.
Сухой продолжал работать над своим штурмовиком. Он принял решение об установке на самолет вместо ВЯ-23 двух пушек калибра 37 мм. На первом экземпляре усовершенствованного Су-6 должны были монтироваться пушки 11П-37 конструкции А.Э. Нудельмана и А.С. Суранова; на втором — Ш-37, разработанные под руководством Б.Г. Шпитального. Количество пулеметов ШКАС уменьшалось до двух, а реактивных снарядов — до шести. С разрешения наркома авиапромышленности А.И. Шахурина на заводе № 289 дополнительно строились два самолета Су-6 с бронекорпусом, включенным в конструкцию фюзеляжа, и с усиленным бронированием маслорадиатора и винтомоторной группы. Вооружение этой пары состояло из двух пушек 11П-37, двух ШКАС, 200 кг бомб (в перегрузку 400 кг) и шести РС-82. Предусматривалась возможность замены металлических консолей крыла деревянными.
С.В. Ильюшин первоначально пошел в ином направлении, нежели П.О. Сухой. В августе 1942 г. он обратился в правительство с просьбой о включении в план опытного самолетостроения двухместного бронированного штурмовика (с таким же, как у Су-6, мотором М-71) взамен одноместного, уже внесенного в план на 1942 г.
В отличие от Су-6 этот самолет, получивший обозначение БШ, отражал концепцию тяжелого штурмовика с мощным бомбовым и пушечным вооружением и весьма сильным бронированием, что, по замыслу, должно было обеспечить повышенную боевую эффективность при действиях над полем боя в условиях сильной ПВО противника. Вооружение машины по проекту включало две 37-мм пушки 11П-37 с 80 снарядами и четыре пулемета ШКАС с 2000 патронов. У стрелка на турели башенного типа устанавливался пулемет УБК калибра 12,7 мм с боекомплектом 250 патронов. Нормальная бомбовая нагрузка — 400 кг, в перегрузку— до 1000 кг. Реактивные снаряды не предусматривались, так как основными средствами борьбы с танками и другими сильно защищенными целями должны были стать пушки и бомбы.
По расчетам, максимальная скорость штурмовика у земли равнялась 430 км/ч, посадочная — 125 км/ч. Набор высоты 3000 м — не более чем за 6 мин. Максимальная дальность полета на скорости 350 км/ч — не менее 600 км. Вес брони на новом штурмовике по сравнению с Ил-2 увеличивался примерно на 750 кг, так что общий вес металлической брони должен был составить 1460 кг, а прозрачной— около 102 кг.
Надо полагать, что предложение Ильюшина явилось следствием успеха ОКБ Сухого при создании легкого маневренного штурмовика. В то же время ниша тяжелого штурмовика-бомбардировщика оставалась еще не занятой. Возможно Ильюшин рассчитывал, что в случае запуска в серию Су-6 его ОКБ, таким образом, сможет частично сохранить за собой серийные заводы, где делали Ил-2, поскольку проект БШ сохранял преемственность технологии производства и предусматривал частичное (до 25%) использование готовых деталей и узлов от этой машины.
Предложение Ильюшина поддержал первый заместитель главкома ВВС маршал авиации ГА. Ворожейкин. В письме на имя наркома авиапромышленности Шахурина от 12 сентября 1942 г. маршал писал: «...Так как предложенный тов. Ильюшиным 2-х местный бронированный штурмовик с мотором М-71 удовлетворяет требованиям ВВС Красной Армии, считаю необходимым включить его в план опытного самолетостроения на 1942 год с предъявлением самолета на госиспытания к 1-му марта 1943 года».
По ряду причин эскизный проект этого самолета (уже под обозначением Ил-8 М-71) был представлен только в августе 1943 г., а сама машина так никогда и не была построена.
Двигатель М-71 пребывал в состоянии длительной доводки. Основные силы конструкторы завода № 19 направили на совершенствование серийного М-82. В начале сентября 1942 г. главный конструктор завода № 24 A.M. Микулин предложил создать новую модификацию АМ-38, постепенно превратившуюся фактически в новый мотор. Из расчетов следовало, что за счет повышения оборотов и наддува возможен рост взлетной мощности до 2000 л.с. При этом номинальная мощность на расчетной высоте 1600 м составляла 1750 л.с. Сухой вес нового мотора, по прикидкам, не превышал 1030 кг, что обеспечивало удельный вес на взлетном режиме 0,515 кг/л.с. и около 0,589 кг/л.с. на номинальном.
Ильюшин активно поддержал инициативу Микулина, планируя за счет увеличения тяги серьезно поднять летно-боевые качества своего штурмовика Ил-2. При этом учитывалось, что АМ-42 (такое название получил новый двигатель) будет сохранять преемственность с АМ-38 в отношении технологии производства, а значит, развертывание его серийного выпуска будет происходить значительно легче, чем, например, мотора М-71, мало унифицированного с М-82. Соответственно, и внедрение в серию модернизированного варианта Ил-2 с этим двигателем также пойдет быстрее и с меньшими затратами.
Результатом обсуждения этого предложения стало постановление ГКО, вышедшее 25 сентября 1942 г. Согласно ему ОКБ Ильюшина и заводу № 18 поручалось к 1 марта 1943 г. построить два варианта модернизированного штурмовика Ил-2 с мотором АМ-42. Первый вариант— Ил-2М АМ-42 — представлял собой тяжелый штурмовик-бомбардировщик с усиленным бронированием и максимальной бомбовой нагрузкой 1000 кг; при этом предусматривалась подвеска бомб калибром до 500 кг. Второй вариант, Ил-2 АМ-42 (он же С-42) — отличался от первого улучшенной аэродинамикой, более высокими летными данными, но имел уменьшенную бомбовую нагрузку.
Приказом по НКАП от 29 сентября 1942 г. главный конструктор завода № 24 А.А. Микулин и директор предприятия М.С. Жезлов обязывались к 1 января
1943 г. провести совместные 50-часовые испытания мотора АМ-42, к 15 января передать Ильюшину два таких двигателя и к 1 марта обеспечить окончание государственных испытаний штурмовика с АМ-42. С апреля же планировалось приступить уже к серийному выпуску нового мотора.
Сухой в это время продолжал делать ставку на М-71. На Су-6 шли работы по установке крупнокалиберных пушек и мотора М-71Ф, форсированного до 2200 л.с. на взлетном режиме. В декабре 1942 г. самолет был готов, однако на испытания не передавался, так как в начале января 1943 г. Сухой представил эскизный проект модифицированного штурмовика С2А — двухместного варианта Су-6 с М-71Ф. Опыт войны наглядно показал преимущества двухместных штурмовиков, способных на активную оборону от атакующих сзади истребителей противника. Проект получил одобрение, и 20 января с небольшими замечаниями в части улучшения бронирования был утвержден начальником НИИ ВВС А.И. Репиным.
Уже завершенный одноместный Су-6 с М-71Ф переделали в двухместный вариант. 19 июня 1943 г. он поступил в НИИ ВВС для проведения государственных испытаний.
Точка зрения Ильюшина на облик перспективного штурмовика тоже постепенно менялась, но несколько иначе. Уже после первых прикидок по модификации Ил-2 с мотором АМ-42 конструктор понял, что, ограничившись заменой двигателя на старом самолете, вряд ли удастся создать легкий штурмовик, способный конкурировать с машиной Сухого. С другой стороны, тяжелый сильно бронированный штурмовик-бомбардировщик плохо вписывался в тактические схемы советских ВВС. В поисках выхода из создавшегося положения Ильюшин усердно пытался найти место для своего будущего самолета. Он предложил на базе штурмовика с мотором АМ-42 создать бронированный истребитель. Его основными противниками должны были стать бомбардировщики и транспортные самолеты немцев. Броня защитила бы истребитель от пулеметов и пушек вражеских машин, позволяя сравнительно безопасно внедряться в глубь их строя, а собственное мощное вооружение обеспечило быстрое и эффективное поражение целей. Сохранив бомбодержатели, при необходимости такой самолет мог использоваться и как штурмовик.
К этому времени уже имелся положительный опыт применения Ил-2 против немецких бомбардировщиков и транспортных самолетов под Демянском и Сталинградом. 11 апреля 1943 г. Ильюшин направил наркому Шахурину письмо, в котором говорилось:
«Базируясь в основном на самолет Ил-2, представляется возможность сделать бронированный истребитель с высокими летными данными, вооруженный пушками Волкова — Ярцева. Проект такого самолета разработан и имеет следующие основные данные:
1. Максимальная скорость у земли — 480—490 км/ч.
2. Максимальная скорость на высоте—500—510 км/ч.
Усиливается задняя бронированная стенка. Вместо существующей 12-мм ставится экранированная стенка 17 мм.
Существующая сегодня у немцев 20-мм пушка и 15-мм снаряды не будут в состоянии пробить эту стенку.
Было бы желательно дать задание заводу № 1 построить один такой самолет вместо самолета Ил-2 с улучшенной аэродинамикой с мотором АМ-42».
Но и в этом случае Сухой стал соперником Ильюшина. 4 апреля 1943 г. генерал Репин утвердил благоприятное заключение по эскизному проекту истребительной модификации самолета Су-6 с мотором М-71Ф и двумя турбонагнетателями ТК-3. В отличие от ильюшинского, бронированный истребитель Сухого предназначался в первую очередь для борьбы с высотными бомбардировщиками и разведчиками. Предполагалось, что у земли при нормальном полетном весе 4520 кг он будет развивать скорость 520 — 546 км/ч, а на высоте 8300 м — 634 км/ч. Вооружение включало две пушки ШВАК и два крупнокалиберных пулемета БК. Потолок оценивался в 12 000 м, дальность полета —1240 км.
Однако возможность создания новой машины на базе хорошо освоенного в производстве Ил-2 выглядела более заманчивой. После обсуждения предложения Ильюшина в «верхах» 17 мая 1943 г. вышло постановление ГКО, которое предусматривало постройку на заводе № 1
«50 самолетов Ил-2 с мотором АМ-38Ф в истребительном одноместном варианте», двух самолетов Ил-2 с АМ-38Ф с улучшенной аэродинамикой, двух самолетов Ил-2 с АМ-42 с улучшенной аэродинамикой, а также изготовление на заводе № 18 двух экземпляров бронированного истребителя Ил-1 с мотором АМ-42 в одноместном и в двухместном вариантах; при этом постройка Ил-2М и С-42 (согласно более раннему постановлению ГКО) с предприятия не снималась. Самолеты Ил-2 с улучшенной аэродинамикой с моторами АМ-38Ф и АМ-42 требовалось предъявить на государственные испытания в августе, а Ил-1 — в июле 1943 г.
Какова же была судьба этих опытных самолетов? Как следует из документов, реально работы по С-42 завершены не были, а по Ил-2М их закончили в июне 1943 г. 7 августа самолет передали на завод № 240 в Москве. Эта машина проходила летные испытания.
На заводе № 240 делали свой вариант Ил-2 с мотором АМ-42. Согласно постановлению ГКО от 7 февраля 1943 г. на этом предприятии к 15 марта 1943 г. должны были изготовить на базе серийного Ил-2КР опытный образец двухместного бронированного разведчика и корректировщика артиллерийского огня с двигателем АМ-42. Известно, что такой самолет испытывался в мае 1943 г., но неудачно. Ил-1 же постепенно превратился в штурмовик Ил-10.