Wundefwaffe

История постройки и испытаний АНТ-40

 

Работа над новым бомбардировщи­ком началась под руководством А.Н.­Туполева в конце 1933 г. Главным конст­руктором был назначен А.А.Архангель­ский, возглавивший в январе 1934 кон­структорскую бригаду № 5 отдела экс­периментального самолетостроения ЦАГИ. Новый бомбардировщик внутри конструкторского бюро получил обозна­чение АНТ-40. Это был трехместный двухмоторный среднеплан с убирающи­мися шасси.

Основной задачей проектирования было достижение максимальной скоро­сти в горизонтальном полете, хотя код СБ расшифровывался как средний бом­бардировщик, а отнюдь не скоростной. Этот фактор определил выбор схемы и компоновки самолета, конструкция ко­торого создавалась с минимальным аэродинамическим сопротивлением и минимальной массой.

Постройке самолета предшествовал большой объем экспериментальных ис­следований в аэродинамической трубе ЦАГИ. При этом особое внимание уделялось наивыгоднейшему сочетанию крыла с фюзеляжем и мотогондолами, нахождению оптимального взаимного расположения крыла и хвостового опе­рения. По результатам этих работ было выбрано среднее расположение крыла относительно фюзеляжа. С одной сторо­ны это обеспечивало минимальное со­противление интерференции, с другой -создавало проблемы с компоновкой бомбоотсека. Неподвижное горизонтальное оперение установили на фюзеляже с относительно небольшим превышением над крылом. Это позволяло вывести стабилизатор из спутной струи особен­но на больших углах атаки, и улучшить работу вертикального оперения, которое

при такой схеме меньше «затенялось» горизонтальным. Для получения макси­мальной скорости все кабины экипажа были выполнены закрытыми, бомбы полностью размещались в фюзеляже и вся обшивка выполнялась гладкой. От­каз от гофрированной обшивки, непри­емлемой для скоростного самолета, по­требовал применения новых материалов - тонкого листового «супердюралюми­ния» с повышенной прочностью, высо­копрочных хромо-молибденовых и хро­мо-никелевых сталей. Снижение массы самолета достигалось минимальными размерами самолета, рациональной кон­струкцией планера и очень плотной ком­поновкой фюзеляжа.

21 февраля 1934 г А.Н.Туполев на со­вещании у начальника ЦАГИ Н.М.Хар­ламова доложил план работ по построй­ке бомбардировщика АНТ-40. Было ре­шено построить самолет сразу в двух эк­земплярах - первый прототип с двигате­лями воздушного охлаждения Райт Цик­лон (Wright Cyclone F 3), каждый из ко­торых развивал мощность 730 лс на высоте 2000 м, планировалось выпустить к 15 июля 1934 г. Второй прототип с дви­гателями жидкостного охлаждения Испано Сюиза (Hispano Suiza 12Ybrs) no 780 лс каждый на высоте 3300 м, планирова­лось построить к 15 августа 1934г.

Для моторов обоих типов были со­зданы гондолы близкой внешней кон­фигурации. Для самолета АНТ-40 с двигателями Hispano Suiza 12Ybrs были построены водорадиаторы «лобового» типа, интенсивность охлаждения кото­рых регулировалась установленными пе­ред ними жалюзи и отклоняющейся вниз нижней панелью гондолы, расположен­ной под двигателем. Первый прототип АНТ-40 имел емкость бензобаков толь­ко на 940 л, второй - на 1670 л.

При создании АНТ-40 был использо­ван опыт постройки и испытаний двух­моторного многоместного истребителя МИ-3/АНТ-21 и двухместного пушечно­го истребителя ДИП/АНТ-29, которые были близки по общей схеме конструк­ции. Проектирование самолета АНТ-40 шло быстро и в марте 1934 г заказчик, Управление ВВС, рассмотрел и утвердил эскизные чертежи и натурный макет са­молета, а уже в июле заводу опытных конструкций ЦАГИ были досрочно пе­реданы все рабочие чертежи.

Постройка первого прототипа с дви­гателями Wright Cyclone F3 началась 25 апреля 1934 г, она шла одновременно с выпуском чертежей и потребовала более высокой культуры производства, так как технологические процессы и произ­водственные технологии, применявшие­ся раннее, не были пригодны для пост­ройки АНТ-40. Самолет был построен в рекордно короткий срок - за шесть месяцев и имел следующие данные (Таблица 1, первая колонка).

7 октября 1934 г состоялся первый полет первого прототипа АНТ-40РЦ (Райт-Циклон), который пилотировал летчик К.К.Попов. Испытания, прово­дившиеся до 31 октября показали, что самолет обладал плохой продольной ус­тойчивостью, а также повышенной чув­ствительностью элеронов и большими нагрузками на штурвал. Это приводило к самопроизвольному взмыванию и пи­кированию самолета при посадке, что усложняло пилотирование. Недостатки пытались устранить увеличением пло­щади и изменением угла установки ста­билизатора, увеличением площади элеро­нов,, уменьшением площади рулей высо­ты и введением в систему управления резиновых амортизаторов, возвращав­ших отклоненный штурвал в нейтральное положение и тем самым уменьшавших «раскачку» самолета в продольной плоскости. Однако это дало лишь неболь­шое улучшение в устойчивости и управ­ляемости самолета, но его пилотирова­ние оставалось сложным. На девятом полете 31 октября самолет потерпел ава­рию при посадке на заводском аэродро­ме. Самолет был возвращен в ЦАГИ, где восстанавливался до февраля 1935 г. Во время ремонта в конструкцию первого прототипа были внесены некоторые из­менения. Мотористы, которые участво­вали в ремонте самолета, по своему пе­реименовали обозначение нового само­лет: СБ - «Сволочь Бездарная».

С 5 февраля по 21 июня 1935 г были проведены повторные заводские испы­тания АНТ-40РЦ с трехлопастным метал­лическим пропеллером. Самолет имел следующие размерные и весовые данные (Таблица 1, вторая колонка). На испыта­ниях самолет развил максимальную ско­рость 325 км\час на высоте 4000 м, был достигнут потолок 6800 м, посадочная скорость составляла 100-110 км\час. По­скольку второй прототип показал к тому времени гораздо большую максималь­ную скорость, испытания первого были прекращены. Он был переведен в разряд экспериментальных самолетов и передан для опытных работ в Отдел эксплуата­ции, летных испытаний и доводки. Так, с 21 февраля по 11 марта 1936 г на нем ис­пытывались убираемые лыжные шасси и винты изменяемого шага фирмы «Гамиль­тон». О дальнейшей судьбе первого про­тотипа АНТ-40 сведений не имеется.

15 мая 1934 г началась постройка вто­рого прототипа с двигателями Испано-Сюиза. При этом были частично учтены результаты испытаний первого прототи­па. Крыло второго прототипа имело больший размах, его площадь была уве­личена до 51,95 кв.м, были внесены ис­правления систему управления. Второй прототип АНТ-40ИС (Испано-Сюиза) имел следующие характеристики (Таблица 1, третья колонка).

30 декабря 1934 состоялся первый полет второго прототипа, который пило­тировал летчик-испытатель Н.С.Журов. Во время заводских испытаний, которые закончились 21 января 1935 г, на этом самолете с нормальным полетным весом 5000 кг была достигнута скорость 430 км/час на высоте 4000 м. Полученные результаты заводских испытаний превзошли ожидания заказчика представи­тели ВВС еще до их окончания настояли на срочной передаче самолета на госис­пытания по полной программе. На пер­вой стадии госиспытаний с полезной нагрузкой 1536,5 кг были получены мак­симальная скорость 346 км/час, время подъема на высоту 5000 м - 7,5 мин и потолок 9400 м.

Первый этап испытаний начался 8 февраля, но был прерван 3 марта 1935г из-за аварии самолета, когда при скоро­стных испытаниях на малой высоте на самолете возникла нарастающая вибра­ция крыла. Только благодаря действи­ям опытного летчика-испытателя К.П.Миндера, который мгновенно вык­лючил двигатели и перевел самолет в ре­жим подъема, было предотвращено пол­ное разрушение самолета. После посад­ки была обнаружена вздутая из-за виб­рации обшивка крыла. Причиной аварии оказался изгибно-крутильный флаттер крыла, с которым впервые столкнулись советские конструкторы. Он был вызван недостаточной весовой балансировкой элеронов. По рекомендации эксперимен­тально-аэродинамического отдела ЦАГИ она была увеличена до 90-93% и это решило проблему флаттера. Восста­новительные работы на втором прототи­пе продолжались до апреля 1935 г.

С 9 апреля испытания самолета были возобновлены и продолжались до 16 июня 1935 г. При этом были поставле­ны задачи определить эффективность новых элеронов на вибрацию, испытать крыло на флаттер, испытать на продоль­ную устойчивость новое оперение, опре­делить эффективность водяных радиато­ров с разными вариантами продува, оп­ределить посадочные характеристики при передних центровках.

Вторая стадия госиспытаний АНТ-40ИС проходила с 16 июня по 17 июля 1935 г. Самолет с взлетным весом 4850 кг показал максимальную скорость 404 км/ час на высоте 5000 м. С взлетным весом 5350 кг он поднимался на высоту 5000 м за 9,4 мин и имел потолок 9400 м (табли­ца 2, вторая колонка). Поле испытаний АНТ-40ИС вновь поступил в ЦАГИ для устранения отмеченных в дефектной ве­домости недостатков: самолет имел не­достаточную продольную устойчивость и очень большую чувствительность руля высоты, что усложняло пилотирование и прицельное из-за постоянного напря­жения летчика во время полета. Кроме этого самолет имел плохую боковую ус­тойчивость и стремление к возрастанию крена по мере увеличения скорости. При эксплуатации опытного экземпляра вы­явились и другие дефекты: недостаточная жесткость крепления верхней турели в кабине стрелка, затруднявшая ведение прицельного огня; вибрации подмоторной рамы, трудности технического об­служивания и многое другое. Несмотря на это Туполев пытался протолкнуть «сы­рой» самолет в серийное производство, но пока безуспешно. Кстати, большин­ство из перечисленных дефектов сохра­нились «родимыми пятнами» на серий­ных машинах.

Радикальное улучшение характерис­тик АНТ-40 произошло после изменения аэродинамического профиля. Раньше в крыле первого и второго прототипов был использован профиль АНТ-6. В июле и августе 1935 г советская делегация, в со­ставе которой были А.Н. Туполев и А.А. Архангельский, посетила с визитом США. После возвращения среди прочих заграничных закупок числились аэроди­намические профили NACA 230 серии (это были математические таблицы для построения профилей и их аэродинами­ческих параметров). Анализ показал, что американский профиль обладает лучши­ми характеристиками, чем советский и профиль NACA решили поставить на крыло АНТ-40. При этом произошло чу­десное превращение и «новый» профиль получил обозначение ЦАГИ-40. Обыч­ная практика советских конструкторов, не брезгующих плагиатом во все време­на, у нас это называлось обмен опытом. Применение американского профиля по­зволило при некотором снижении подъемной силы значительно уменьшить сопротивление крыла, при этом нагруз­ка на крыло оставалась сравнительно невысокой: 85-110 кг/ кв.см. Так как его применение вело к значительным изме­нениям в конструкции крыла, был пост­роен следующий (третий) прототип АНТ-40-2 (АНТ-40ИС-2). Практически это была радикальная модернизация второ­го прототипа.

Для устранения выявленных дефектов в конструкцию третьего прототипа был внесен ряд значительных изменений: двигатели были смещены вперед на 100 мм, внесены изменения в конструкцию крыла. Кроме того, для улучшения про­дольной устойчивости и управляемости на 14,5% были увеличены площади киля, введены передние аэродинамические и весовые балансиры руля высоты. Попе­речная устойчивость была улучшена изменением конструкции крыла и повы­шением эффективности элеронов и руля направления путем увеличения их аэро­динамической балансировки. В октяб­ре 1935 г модернизированный самолет был передан на вторую стадию госис­пытаний, которые успешно закончи­лись в апреле 1936 г.

Летные качества АНТ-40-2, получив­шего войсковое обозначение СБ (скоро­стной бомбардировщик) были признаны выдающимися. По оценке летчиков он стал устойчивым и легко управляемым на всех полетных режимах. На максималь­ной скорости рули высоты и направления были высокоэффективны и требовали мягкого и плавного управления. Крен самолета легко устранялся триммером элерона, который снимал большие на­грузки на штурвал. С помощью тримме­ров самолет легко управлялся на всех скоростях и выполнял полет с брошенным управлением. Самолет допускал ви­ражи с креном до 60-75 градусов (с бом­бами - не более 45 градусов), боевой раз­ворот, боковое скольжение и штопор, а так же горизонтальный полет и даже по­лет с подъемом высоты при одном вык­люченным двигателе. Он развивал ско­рость 418 км/час на высоте 5300 м и 356 км/час земли. В апреле 1936 г третий прототип был передан московскому авиазаводу № 22 в качестве эталона для серийного производства.

СБ стал родоначальником нового класса - класса скоростных бомбардировщиков. Его летные данные обеспечива­ли в то время применение новых бомбар­дировщиков без истребительного при­крытия для уничтожения наземных войск противника на участках решающих на­правлений. По результатам испытаний СБ был признан (только советскими спе­циалистами!) одним из самых лучших в мире самолетов своего класса.