Авиация и космонавтика. – 1968. – №5,10; 1969. – №5, 6
«ИЛЫ» НА СЛУЖБЕ РОДИНЫ
Краткий исторический обзор творческой деятельности нашего коллектива, написанный по просьбе редакции, сделан не строго в хронологической последовательности. Думается, целесообразно рассмотреть наши работы в области развития трех родов авиации: штурмовой, бомбардировочной и пассажирской. Каждый из них насчитывает большое количество типов самолетов. Общее же число построенных «илов» достигает 57000.
Практика нашего конструкторского бюро с первых дней его деятельности базировалась на пяти главных направлениях, проходящих через все этапы проектирования и конструирования, начиная с предэскизных исканий; К ним относятся: стремление к достижению максимальной боевой или коммерческой эффективности, высокой надежности и безопасности, технологичности и простоте. Причем мы стремились к простоте во всех конструктивных решениях, которые обеспечивают простоту производства, пилотирования и эксплуатации.
Известно, что самолет, особенно современный, – машина весьма сложная, характеризующаяся значительным числом разнообразных параметров и оснащенная большим количеством различного оборудования. Естественно поэтому, что высокая его эффективность создается решением не только конструкторских, но и многих научно-технических проблем. Одна из главных и часто определяющих – это проблема общего размера самолета. И мы всегда стремились создать самолет минимальных размеров при заданной боевой эффективности или коммерческой производительности. Многократный опыт подтвердил рациональность этого направления. Коллективу удавалось создавать самолеты по тоннажу и размерам значительно меньшие, чем самолеты других коллективов, при непременном, конечно, условии решения равных задач. Эту неизменную тенденцию минимального размера можно проследить как в развитии штурмовой, так и бомбардировочной авиации.
Другая определяющая проблема, решению которой мы уделяем исключительное внимание, – аэродинамическая компоновка самолета. Широкие исследования аэродинамики привели нас к ряду интересных решений. Например, благодаря аэродинамической компоновке крыла Ил-28 при нестреловидной его форме в плане самолет имеет скоростные характеристики, практически не уступающие характеристикам самолета со стреловидными крыльями.
Не менее энергично ведутся работы по созданию и совершенствованию эффективных средств механизации крыла – одно- и двухщелевых закрылков, интерцептеров, спойлеров (которые нами уже давно применяются), а также элеронов оригинальной конструкции.
Наши усилия, направленные на достижение наилучшей устойчивости и управляемости, увенчались успехом не только на самолетах типа Ил-28, но и на крупнейшем воздушном лайнере Ил-62, где крыло имеет стреловидность 35°, а оперение – Т-образную форму. Если рассматривать не изолированно достоинства крыла, а исследовать в совокупности крыло и оперение, аэродинамическое качество и характеристики устойчивости, не упуская взаимосвязи аэродинамики и веса, то окажется, что аэродинамическая компоновка Ил-62 близка к оптимальной. В наше время трудно предложить какое-то новое крыло, которое могло бы привести к заметному общему усовершенствованию самолета, т. е. такое крыло, которое бы, улучшая одни параметры, не приводило к заметному ухудшению других.
Все перечисленные направления тесно взаимосвязаны. Так, высокоэффективные самолеты, будь то штурмовики, бомбардировщики или пассажирские, неизменно строились на многих заводах и поступали в эксплуатацию в большом количестве. Это обстоятельство предъявляет жесткий требования к технологичности конструкции, простоте пилотирования и наземного обслуживания. Технологией вследствие этого приходится заниматься в широком плане. Например, в период создания цельнобронированных штурмовиков острой была проблема штамповки криволинейных (с малым радиусом кривизны) листов жесткой броневой стали достаточно большой толщины. Другим примером может быть первый отечественный реактивный бомбардировщик Ил-28, запущенный в массовое производство на многих заводах. Для значительного расширения фронта работ мы разработали и запатентовали новую технологию сборки крыла, оперения и фюзеляжа, которые конструктивно как бы разрезались вдоль горизонтальной оси. Таким образом, каждую из этих частей самолета изготовляли из двух половинок. Такое членение конструкции не только значительно расширяло фронт работ, но и уменьшало трудоемкость. Решение было достигнуто при малых издержках – вес конструкции увеличился всего на 1,5% от веса пустого самолета. Применение в конструкции крыла, фюзеляжа и оперения крупногабаритных монолитных панелей, производимых механическим фрезерованием, использование крыла как емкости для топлива взамен баков и другие подобные меры не только уменьшали вес конструкции самолета, но и упрощали в конечном счете технологию производства.
Принципиальное положение в нашей творческой деятельности – ориентация на самые последние достижения науки и техники. Поэтому для вновь проектируемых «Илов», как правило, разрабатываются и новые двигатели, и новые системы различного оборудования. Этот прогрессивный путь – путь минимальной преемственности в решении кардинальных вопросов – позволяет создавать перспективные самолеты, конкурентоспособные в течение длительного срока их эксплуатации. Более длительные сроки, необходимые в этом случае на проектирование и испытание новой техники, с лихвой окупаются впоследствии.
В соответствии с этим наш коллектив находится в беспрерывных поисках новых решений, которые ведутся на основе всестороннего теоретического и экспериментального их обоснования. Не меньшее значение, как уже упоминалось, мы придаем простоте решений. Известно ведь, что наиболее трудно создавать как раз простое. Разрабатывая простые конструкции, мы воспитываем мастеров простых решений.
Мы стремимся к достижению совершенства самолета, характеризующегося наилучшим выполнением его назначения, т.е. к достижению наивысшей боеспособности военных самолетов и максимальной производительности гражданских. Только самолеты, наиболее полно решающие свои задачи, могут длительное время находиться в производстве и эксплуатации. А их создание основывается на тщательных проектировании, испытании и производстве.
Таким образом, конструирование самолетов – это многогранный творческий процесс, охватывающий широкий круг проблем от чисто научных до практических. Оптимальное их решение позволяет создать подлинно массовые средства транспорта и надежное вооружение для воздушных сил, по техническому совершенству не уступающие, а зачастую опережающие зарубежные.
Штурмовая авиация. Следует заметить, что идея штурмовой авиации зародилась в России еще в 1912-1913 гг., когда делались попытки создать самолет с вооружением, предназначенным для поражения наземных целей, с броневой защитой кабины со стороны днища. В 1913 г. были проведены опыты стрельбы с самолета по наземным мишеням из пулемета. Подобные опыты за границей стали проводиться значительно позже. Например, в США они были начаты только в 1927 г. Попытка, предпринятая в Германии, приспособить «Юнкере» Ю-1 для штурмовых действий не удалась, после чего за рубежом и не пытались создать самолет такого типа.
В 30-е годы в Советском Союзе велись работы по проектированию самолета подобного назначения, но пока не получался низковысотный самолет с нужными качествами. И действительно, непросто заковать самолет в броню при минимальных затратах весовых резервов, так необходимых для оснащения штурмовика бомбами, ракетами, пушками, пулеметами. Непростыми были и задачи сочетания размера и веса, скорости и маневренности, летных данных, бомбардировочно-стрелкового вооружения и бронирования. Эти сложные проблемы были решены при создании первого в мире самолета-штурмовика Ил-2, разработка которого была начата в 1936 г., а испытания – в 1938-1939 гг.
Был спроектирован бронекорпус, заключающий все жизненно важные части самолета, а именно: двигатель, кабину экипажа, масляную и топливную системы, а также водяную систему охлаждения двигателя. Корпусу была придана обтекаемая форма, несмотря на технологические затруднения со штамповкой толстой брони. Впервые броня была включена в силовую схему фюзеляжа с максимальным использованием ее прочностных свойств, а минимальный ее вес был достигнут путем дифференцированного раскроя брони, т. е. распределения различной толщины по поверхности корпуса с учетом тактики боя и обороны.
Другими, может быть не менее сложными, проблемами было создание самолета с широким диапазоном скоростей и достижение высокой маневренности при предельно возможной в то время максимальной скорости.
Эти проблемы решались тщательным выбором аэродинамической компоновки крыла на основе всестороннего анализа и экспериментов.
Решение инженерных проблем создания штурмовика и тактики его применения осложнялось из-за непонимания многими специалистами значения этого типа самолета. Вначале дискуссионным оказался вопрос выбора числа членов экипажа и огневой защиты хвостовой части фюзеляжа. Мы были убеждены в необходимости иметь на самолете стрелка, защищающего заднюю полусферу. Опытный экземпляр самолета в соответствии с этим был построен двухместным. Но с нами не согласились и в серию запустили одноместный вариант. Забегая несколько вперед, следует сказать, что фронтовые летчики поддержали нашу точку зрения и в ходе войны мы вернулись к двухместной схеме.
Вследствие той же недооценки нашей машины запуск ее в серию тормозился. Серийное производство началось с задержкой на целый год и в масштабах далеко не достаточных. В результате к началу войны самолетов Ил-2 было крайне мало, но затем производство их было развернуто, и при контрнаступлении под Москвой (зимой 1941 г.) штурмовики способствовали разгрому танковых соединений противника.
Самолет Ил-2 с двигателями АМ-38 конструкции А.А. Микулина (взлетная мощность 17G0 л.с.) развивал скорость более 400 км/ч при дальности полета около 800 км; его взлетный вес составлял 6360 кГ при весе пустого самолета 4530 кГ.
Партия и правительство придавали исключительное значение развертыванию массового выпуска этих самолетов. Для производства Ил-2 были выделены три самых мощных завода, которые выпускали более 40 самолетов в день. В телеграмме директорам заводов, в которой давалось указание о срочном увеличении программы, говорилось, что самолеты Ил-2 нужны Красной Армии теперь как воздух, как хлеб. Было построено рекордное в истории авиации число штурмовиков Ил-2 и Ил-10 – более 41000 машин. Эта цифра говорит об их совершенстве и роли во время войны.
Чтобы в полной мере представить значение штурмовиков, в дополнение к их летным и боевым данным, к их количеству следует добавить исключительную надежность и живучесть. Ил-2 переживал несколько смен двигателей, вырабатывавших ресурсы, и большое число вылетов. Повреждения крыльев, хвостовой части фюзеляжа, оперения не препятствовали возвращению Ил-2 на свой аэродром. Самолеты оставались в строю и продолжали воевать, чему способствовали мастерство и героизм советских летчиков-штурмовиков. Такая надежность и живучесть явились результатом оптимального сочетания аэродинамической компоновки, летных характеристик, устойчивости и управляемости с запасом мощности двигателя и рациональной схемой бронирования всех жизненно важных частей самолета.
Попытки немцев, предпринятые во время войны, спроектировать и построить бронированный штурмовик, подобный советскому Ил-2, не увенчались успехом. Так, фирма «Хеншель» проектировала самолет – «истребитель танков» НЕ-129, вооруженный пушкой калибра 30 мм. Но эта попытка кончилась неудачей.
Наши штурмовики на войне выполняли самые различные задания: уничтожали колонны войск врага, не давая ему перегруппироваться и укрепиться; разрушали мосты и переправы, препятствуя планомерному движению противника; поражали его живую силу; подавляли корабельную артиллерию и зачастую топили корабли; уничтожали средства автомобильного и железнодорожного транспорта.
Штурмовики поражали цели бомбами как с горизонтального полета, так и с пикирования. Подвижную технику и живую силу они уничтожали с бреющего полета, когда применение стрелково-пушечного вооружения наиболее эффективно. «Илы» неожиданно для врага появлялись над его танковыми и моторизованными колоннами, вызывали панику и смятение и наносили уничтожающие удары.
Вот что писал о многоцелевом характере использования Ил-2 Герой Советского Союза Н. Платонов: «Есть самолеты, представляющие собой удивительные творения человеческого разума, воплотившие в своей конструкции все то, что требует от них современный бой; самолеты-универсалы, на которых можно выполнять самые разнохарактерные задания; самолеты, обладающие высокими боевыми качествами. Именно к таким самолетам в первую очередь можно отнести Ил-2. Самолет прекрасно оправдал свое назначение штурмовика. Не только равных, но даже сколько-нибудь подобных ему не было ни в одной армии воевавших государств. Он оказался лучшим над полем боя и в наступательных и в оборонительных операциях. На нем летчики добивались наилучших результатов в борьбе с танками и подавлении всякого рода точечных и узких целей».
Самолет Ил-2 был полной неожиданностью для армии противника, там ранее не знали о его существовании, а в ходе войны но могли найти ни средств, ни методов для отражения его атак. Правда, в первые месяцы войны, пока самолет выпускался в одноместном варианте, штурмовики несли потери. Тогда-то и был поставлен вопрос о возвращении к двухместной схеме, о чем упоминалось выше.
В 1942 г. перед коллективом была поставлена сложная и ответственная задача – в кратчайший срок разработать комплект серийных чертежей при минимальном изменении технологического процесса и оснастки заводов. Был найден рациональный вариант решения задачи и вскоре фронт начал получать самолеты с защищенной хвостовой частью. Стрелок был вооружен подвижной стрелковой установкой с крупнокалиберным пулеметом и надежно защищен броней. Одновременно с установкой кабины стрелка была увеличена мощность мотора АМ-38 за счет введения форсированного режима, что позволило сохранить все летные данные самолета, несмотря на увеличение его веса.
Самолет Ил-2 стал вследствие этого еще более грозным оружием и круг задач его заметно расширился. С введением задней стрелковой установки он мог вести самостоятельно бой с истребителями противника, навязывал им бой на малых высотах и обычно выходил победителем. Ил-2 стали использовать для преследования и уничтожения вражеских бомбардировщиков, а при окружении группировок – и для патрульной службы. Штурмовик, по существу, стал летающим танком, которому не страшен был огонь ни с земли, ни с воздуха.
Появление на фронтах новых немецких тяжелых танков «тигров» и «пантер» с трехдюймовой броней не застало нас врасплох. В 1943 г. уже выпускались самолеты Ил-2 с двумя мощными пушками калибра 37 мм. В статье «Тигры горят» газета «Известия» в июле 1943 г. писала: «Шесть штурмовых самолетов под командованием отважного летчика Витрука одним заходом на вражескую колонну вывели из строя 15 танков».
Эффективность бомбового залпа Ил-2 увеличилась и с применением кумулятивных бомб. Более высокая эффективность этих бомб объяснялась существенным повышением местного действия взрыва, благодаря чему удалось резко снизить вес бомб, что в свою очередь повысило ударную силу Ил-2 (появилась возможность увеличить количество бомб на борту штурмовика).
Эффект применения Ил-2 был потрясающий. Огнем из пушек и пулеметов, реактивными снарядами и сотнями килограммов бомб они уничтожали живую силу и технику противника, сеяли страх, панику и смятение. В гитлеровской армии эти грозные машины называли «черной смертью», от которой нет спасения.
В донесении секретаря ЦК Компартии Белоруссии на имя представителя ставки (7.VII.1944 г.) есть такие интересные сведения об Ил-2: «На днях мы обнаружили и осмотрели в лесах юго-восточней Минска огромнейший укрепленный лагерь немцев, полностью уничтоженный нашей штурмовой авиацией. Этот район оставляет потрясающее впечатление по масштабам разгрома и по демонстрации мощи нашего воздушного флота.
Одна из немецких группировок, получив сведения о взятии Минска, построила укрепленный район, в котором засело более 11 тыс. человек, несколько сот танков, много орудий, более 5 тыс. броне- и автомашин. Эта группировка имела большие запасы боеприпасов. Укрепленный лагерь обнаружила и уничтожила наша штурмовая авиация. В лагере в момент осмотра еще лежало более 5 тыс. трупов, более 5 тыс. машин, большое количество боеприпасов. Весь лагерь представляет картину грандиозного побоища врага и его техники».
Оценивая роль «великого труженика войны», которым по праву считался самолет Ил-2, газета «Правда» в августе 1944 г. писала: «Штурмовик Илыошин-2 является великолепным оружием переднего края и не имеет конкурентов среди воюющих самолетов мира».
Совершенствуя Ил-2, увеличивая его ударную силу и общую боеспособность, наш коллектив продолжал развивать этот класс самолетов. Новый штурмовик разрабатывался в двух вариантах. Один из них – Ил-8 с более тяжелой броней, другой – ИЛ-10 с повышенной маневренностью. Естественно, что первый имел несколько большие размеры и ряд других отличий. Однако было много и общего, например: двигатели, аэродинамическая компоновка и силовая схема крыла, кинематическая схема выпуска и уборки шасси и т. п. Объемом наступательного и оборонительного вооружения эти два варианта штурмовиков также не отличались.
На самолетах Ил-8 и Ил-10 совершенствовались аэродинамические формы. Двигатель АМ-42 конструкции А.А. Микулина был заключен в капот минимального миделя, водяной и масляный радиаторы перенесены из подмоторной части (как на Ил-2) в крыло. Для удаления обтекателей шасси кинематическая схема уборки была изменена. Бесподкосные (консольные) стойки поворачивались на 90° и убирались в нишу заподлицо с поверхностью крыла.
Эти самолеты, следовательно, не имели обтекателей, выступавших из основного контура самолета. В результате лобовое сопротивление Ил-10 было вдвое меньше по сравнению с Ил-2, а его скорость достигала 550 км/ч, чему способствовала и более высокая энерговооруженность; скороподъемность также была увеличена. Ил-10 был оснащен и более совершенным вооружением: в крыльях стояли пушки НС-23, на турели – пушка УБ-20.
Оба варианта прошли испытание. Предпочтение было отдано самолету Ил-10, который был запущен в серийное производство. В октябре 1944 г. штурмовики Ил-10 стали поступать в подразделения ВВС и принимать участие в разгроме врага, особенно в битве за Берлин.
Линия развития класса штурмовиков некоторое время продолжалась на базе поршневых двигателей. Были созданы Ил-16 и Ил-20. Штурмовик Ил-16 был спроектирован с той же тенденцией, что и Ил-10. Его размеры претерпели дальнейшее уменьшение, была улучшена аэродинамика, а следовательно, летные данные и маневренность. При проектировании Ил-20 особое внимание уделялось достижению наилучшего обзора для повышения точности прицельного огня по наземным целям. Ради этого была принята новая компоновочная схема самолета. В остальном штурмовик представлял собой дальнейшее развитие своих предшественников: имел более мощный двигатель, лучшее вооружение, *более надежную броневую защиту, большие скорость и дальность полета.
Когда работы над самолетом Ил-20 близились к завершению, появились достаточно надежные реактивные двигатели. Вследствие этого мы нашли целесообразным ограничиться постройкой опытного образца и приступить к созданию реактивного штурмовика Ил-40. Последний являл собой значительный качественный скачок и успешно прошел Государственные испытания.
Среди советских боевых самолетов особое место, таким образом, принадлежало штурмовикам, сыгравшим важную роль в разгроме немецких войск в период Великой Отечественной войны.
Бомбардировщики. Вторым направлением в деятельности нашего конструкторского бюро было проектирование и создание самолетов-бомбардировщиков различных типов. Мы начали с разработки дальнего бомбардировщика под названием ЦКБ-26 (1933 г.). Первый такой самолет с дальностью полета 4000 км при бомбовой нагрузке 1000 кГ появился вскоре после создания скоростного бомбардировщика СБ. Цельнометаллический моноплан ЦКБ-26 с гладкой обшивкой имел крыло с умеренным удлинением и повышенной удельной нагрузкой, два двигателя по 760 л.с, скорость 403 км/ч. В последующей модификации с двигателями по 950 л.с. его скорость стала 430 км/ч. Экипаж самолета, так же как и скоростного бомбардировщика СБ, состоял из трех человек.
Вместе с разработкой проекта ЦКБ-26 формировалось и опытное конструкторское бюро, стиль его работы. Уместно заметить, что создание коллектива единомышленников в понимании науки и практики проектирования, творцов-энтузиастов своего дела – задача не менее сложная, чем, например, разработка хорошего проекта.
Возвращаясь к ЦКБ-26, следует сказать, что мы спроектировали, построили и провели его испытания в очень короткий срок. Летно-технические данные бомбардировщика не уступали однотипным зарубежным самолетам.
Самолет последующей модификации, получивший название ДБ-3, в августе 1936 г. был принят на вооружение ВВС и запущен в серийное производство. Программа испытаний самолета ДБ-3 выполнялась в короткие сроки без задержек на доводки и доработки, необходимости в которых не возникало. Первый полет состоялся в марте 1936 г., а 1 Мая в числе других самолетов он участвовал в параде.
Сравнительно тяжелый (в масштабах того времени), с большой грузоподъемностью самолет ДБ-3 обладал исключительной маневренностью. Во время парада над Красной площадью летчик В. К. Коккинаки, пилотировавший ДБ-3, сделал несколько «петель Нестерова». Это произвело очень сильное впечатление на присутствовавших. Выполнение фигуры высшего пилотажа, свойственное истребителям да учебным самолетам, на большом двухмоторном бомбардировщике было неожиданным.
Работая над дальнейшим улучшением ДБ-3, коллектив ОКБ в 1938 г. выпустил очередную модификацию, названную ДБ-ЗФ. В конце 30-х годов на самолете ДБ-ЗФ были установлены более мощные двигатели, увеличена бомбовая нагрузка, усилены оборонительное вооружение и бронирование. Бомбардировщик с улучшенной конструкцией в 1940 г. получил название Ил-4.
Это цельнометаллический моноплан с двумя двигателями воздушного охлаждения М-88 мощностью по 1100 л.с. Он имел хорошие аэродинамические формы и полностью убиравшееся шасси, скорость около 429 км/ч, потолок – 9700 м, дальность полета – 3800 км, бомбовую нагрузку от 1000 до 2500 кГ (при максимальном калибре бомб 1000 кГ). Максимальный взлетный вес равнялся 11300 кГ (при весе пустого самолета 5800 кГ), а площадь крыла – 66,7 м2. Полная весовая отдача достигала 48,5% взлетного веса самолета. Следовательно, по основным характеристикам – скорости, грузоподъемности, дальности и весовой эффективности – самолет Ил-4 превзошел как семейство его модификаций, так и всех предшественников.
Бомбардировщик ЦКБ-26 и все его последующие модификации – ЦКБ-30, ДБ-3, ДБ-ЗФ, Ил-4 – отличались высокими летными данными. На них в то время было установлено много мировых рекордов. Так, в 1936 г. В. К. Коккинаки на самолете ЦКБ-26 побил три мировых рекорда высоты с соответствующим весом контрольного груза:
Дата
|
3.VIII
|
21.VIII
|
7.IX
|
Груз, Т
|
0,5
|
1,0
|
2,0
|
Высота, м
|
13178
|
12101
|
11005
|
Затем в августе 1937 г. В. К. Коккинаки и А. М. Бряндинский установили новый мировой рекорд: самолет с нагрузкой 1000 кГ достиг средней скорости 325 км/ч на маршруте Москва – Севастополь – Свердловск – Москва протяженностью 5018 км. 27 июня 1938 г. на самолете Ил-4 «Москва» был совершен беспосадочный полет по маршруту Москва – район Владивостока (г. Спасск) протяженностью 7600 км за 24 ч 36 мин со средней скоростью 307 км/ч. Этот полет проходил в сложных метеорологических условиях. 28 апреля 1939 г. самолет Ил-4 прошел без посадки из Москвы через Атлантический океан и Гренландию в Северную Америку (залив Св. Лаврентия) по маршруту протяженностью 8000 км за 22 ч 56 мин со средней скоростью 349 км/ч.
В годы становления советской боевой авиации крупнейшие достижения и мировые рекорды, установленные на наших самолетах, а также конструкциях А. Н. Туполева, П. О. Сухого, Н. Н. Поликарпова, В. М. Петлякова, получали большой отклик в стране и за рубежом.
Однако наши самолеты не были рекордными, построенными ради достижения рекордов. Рассматриваемые бомбардировщики были по-настоящему боевыми машинами. Появившись до войны, они были не только, что называется, «на уровне», в них удалось воплотить и ближайшее будущее авиации. Так, самолет Ил-4 находился на вооружении в течение всей Великой Отечественной войны и использовался как многоцелевой.
Он стал основным бомбардировщиком дальнего действия. На этом самолете наши летчики совершили первые ночные полеты на Берлин, а затем продолжали их еще длительное время. Кроме того, Ил-4 успешно применялся в качестве фронтового бомбардировщика для уничтожения скоплений живой силы и техники противника на линии фронта и в ближнем тылу. Использовался он и как торпедоносец.
Рассматриваемый бомбардировщик находился в серийном производстве. Всего было построено 6890 самолетов Ил-4.
Конструкция этой машины во многом отличалась от предшествовавших ей. Здесь мы отказались от гофрированного листа, трубчатых лонжеронов – основной силовой балки крыла и перешли на прессованные профили. Впервые топливо было размещено непосредственно в конструкции крыла без баков. Правда, на военном самолете подобное решение удалось осуществить лишь частично, так как основной запас топлива все же находился в надежных протектированных баках. В дальнейшем эта идея получила развитие как за рубежом, так и у нас – на Ил-18 и Ил-62.
Самолет Ил-4 имел стрелковое вооружение для защиты от нападения истребителей противника. Это позволяло ему выполнять боевые полеты в ночное время без сопровождения истребителей, а в дневное – с прикрытием. Вооружение состояло из двух подвижных и одной неподвижной стрелковых установок. Турель для защиты верхней полусферы имела крупнокалиберный пулемет. В носовой неподвижной и люковой подвижной огневых точках были установлены скорострельные пулеметы ШКАС.
Экипаж был надежно защищен броней. Днище и спинка сиденья летчика выполнялись из толстой броневой стали.
Самолет Ил-4 имел мощную связную радиостанцию, радиополукомпас, автопилот и другое оборудование, необходимое для дальних полетов.
Круговая стрелковая и эффективная броневая защиты, а также высокая надежность конструкции сделали самолет малоуязвимым.
Надежность Ил-4, также заложенная при его проектировании, дополнялась возможностью продолжать дальний полет на одном моторе в случае отказа или поражения второго. Примером может служить случай, который произошел с летчиком Ф. Паращенко. При выполнении очередного полета в глубокий тыл врага один из моторов был выведен из строя вражеским снарядом. Сложилась весьма трудная обстановка, нужно было вырваться из зоны огня зенитной артиллерии и покрыть огромное расстояние на самолете с одним двигателем. Несмотря на всю сложность полета, самолет вернулся на свою базу. Отважному летчику Ф. Паращенко, совершившему на бомбардировщике Ил-4 350 боевых вылетов, было присвоено звание Героя Советского Союза.
Известно, что достоинства самолета выясняются лишь в сравнении с другими, обычно зарубежными, образцами. Для объективной оценки целесообразно выбирать однотипные самолеты примерно одних лет проектирования. Руководствуясь этим, приводятся основные данные (табл. 1).
Из таблицы следует, что бомбардировщик Ил-4 по летным и техническим данным превосходил однотипные бомбардировщики как нашего союзника – английский «Веллингтон», так и противника – немецкий «Хейнкель НЕ-111Н».
Как отмечалось, Ил-4 был модификацией самолета ДБ-3, принятого на вооружение за 5 лет до начала войны. Следовательно, нашему коллективу удалось правильно ориентироваться в вопросах подготовки к войне и модифицировать самолет, удерживая его на уровне зарубежной авиационной техники того времени.
Вскоре же после вероломного нападения фашистов на нашу страну, в ночь на 8 августа 1941 г., группа дальних бомбардировщиков Ил-4 совершила налет на военные объекты Берлина. Это было полной неожиданностью для фашистских захватчиков. Город в ту ночь был ярко освещен. С тех пор световая маскировка в Берлине не отменялась до конца войны. Наши Ил-4 наносили концентрированные удары не только по Берлину, но и по другим военным объектам в глубоком тылу противника.
Ил-4 не только бомбили военно-промышленные объекты противника, они активно вместе с другими родами войск участвовали в сражениях на фронтах Великой Отечественной войны. Вот что писал по этому поводу Герой Советского Союза генерал-полковник авиации С. Ушаков: «Осенью и зимой 1941 г. на Московском направлении развернулись исключительно упорные бои. Наряду с другими родами войск в них принимала активное участие и дальнебомбардировочная авиация. В период сражения под Москвой оправдала себя такая эффективная форма боевых действий, как ночная «охота» на бомбардировщиках Ил-4. Экипажи-охотники наносили удары по эшелонам на перегонах, создавая пробки на железнодорожных магистралях, а также блокировали с воздуха аэродромы ночной авиации противника, с которых совершались налеты на Москву». Часто наши летчики выслеживали фашистов, возвращавшихся с задания, и в момент посадки, когда включались фары, наносили точный удар по стоянке самолетов.
Таблица 1
Основные данные бомбардировщиков
Самолет
|
Ил-4
|
НЕ-111Н
|
Веллингтон
|
Год выпуска |
1938
|
1939
|
1939
|
Мощность
двигателей |
2х100
|
2х1175
|
2х1050
|
Полетный вес, кг
|
|
|
|
норм. |
8380
|
11300
|
11700
|
макс. |
11300
|
12400
|
378
|
Макс. скорость,
км/ч |
429
|
418
|
–
|
Высота, м |
6700
|
4000
|
–
|
Время набора высоты,
мин. |
12
|
16,8
|
–
|
Потолок,
м |
9700
|
7300
|
5800
|
Вес бомб, кг,
норм, /макс. |
1000/2500
|
1000/2000
|
2050/–
|
Дальность, км,
норм/ макс. |
2600/3800
|
2400/–
|
2900/4100
|
После крупнейшего поражения на Волге гитлеровское командование стало сосредоточивать большие авиационные группировки – до 1000 самолетов – в Крыму для новых операций на Кавказе и юге Украины. Два бомбардировочных корпуса, в основном состоявших из самолетов Ил-4, наносили непрерывные удары по аэродромам противника. За несколько дней апреля на Сарабузском аэродроме уничтожено 70, на Сакском – 100 самолетов и много солдат и офицеров, в том числе 36 летчиков. То же происходило и на других аэродромах.
Особое место в славных делах советских летчиков занимают боевые операции на Балтийском море, в Заполярье, на Баренцевом море и Черноморском театре военных действий. Ил-4, специально оборудованные для подвески торпед, преследовали и топили гитлеровские транспорты, сторожевые корабли, суда конвоя и десантные баржи. Наши самолеты конвоировали караваны союзников, предупреждая и срывая атаки фашистских подводных лодок, наносили чувствительные удары по морским базам.
Несмотря на то, что в годы войны основные силы нашего коллектива были заняты развитием штурмовой авиации, мы продолжали работать и над созданием более совершенного бомбардировщика. В 1943 г. был построен самолет Ил-6 с экономичными двадцатицилиндровыми дизельными двигателями, работавшими на тяжелом топливе, АЧ-30В конструкции А. Д. Чаромского.
Бомбардировщик Ил-6 имел те же аэродинамические формы, что и Ил-4, но отличался большими размерами. Экипаж его увеличили до шести человек, а оборонительное вооружение состояло из пяти пушек ШВАК калибра 20 мм. При этом самолет имел подвижные бортовые установки. Скорость новой машины достигала 464 км/ч при дальности полета 4000 км, а потолок – 7000 м.
Упомянутые дизельные двигатели, к сожалению, оказались недоведенными, что и препятствовало запуску самолета в серию, а переоборудовать самолет другими двигателями не представлялось возможным. Его размеры соответствовали мощности именно этих двигателей.
Начиная с 1944 г. коллектив ОКБ работал над созданием самолетов с турбореактивными двигателями. В 1946 г. был построен и прошел заводские летные испытания экспериментальный реактивный самолет Ил-22 с четырьмя двигателями ТР-1 конструкции А. М. Люльки.
На нем, как и на аналогичных машинах других конструкторских организаций, исследовались многие проблемы реактивной авиации, решение которых было необходимо для развития новой техники в нашей стране. Кроме принципиальных вопросов, проверялись и многие новые конструктивные решения, а также испытывались и отрабатывались новые отечественные реактивные двигатели.
Результаты испытаний Ил-22 и опыт его проектирования позволили коллективу конструкторского бюро в короткие сроки создать первый в нашей стране (из принятых па вооружение) реактивный фронтовой бомбардировщик Ил-28 с двигателями ВК-1 конструкции В. Я. Климова. Этот самолет, успешно пройдя Государственные испытания, был принят на вооружение ВВС и запущен в серийное производство.
Прежде чем приступить к разработке Ил-28, точнее, к первоначальной задаче проектирования – выбору схемы и размеров самолета, необходимо было решить вопрос о его оборонительном вооружении. От этого зависело число членов экипажа, вес самолета, тяга двигателей, компоновка, размеры крыла, фюзеляжа и т. п.
Единого подхода к решению этого вопроса в мировой практике авиастроения тогда не было. Так, английские авиаконструкторы, учитывая несомненный успех созданного во время войны самолета «Москито», решили продолжать развитие средней бомбардировочной авиации в том же тактическом плане. «Москито» не имел турельных стрелковых установок для защиты задней полусферы, а неподвижное пушечное вооружение со стрельбой вперед позволяло вести бой с истребителями противника, которых он превосходил по скорости. Таким образом, отказ от защиты хвоста основывался на превосходстве в скорости этого небольшого бомбардировщика, по размерам лишь незначительно отличавшегося от истребителя. Свой первый реактивный бомбардировщик англичане вооружили только неподвижной установкой для стрельбы вперед и то впоследствии.
Проектирование бомбардировщика, не защищенного от нападения сзади, и ставка на превосходство в скорости нам казались спорными. Дело в том, что авиационная техника в различных странах развивается в основном равномерно, точнее, с небольшими по времени колебаниями уровня технического совершенства. Превосходство одних не бывает продолжительно и вскоре нивелируется другими. Что касается ставки англичан на превосходство в скорости при создании «Москито», то она в то время была оправдана, так как в период войны даже кратковременное превосходство (в течение двух-трех лет) давало эффект.
В последнее время, особенно когда появились радиолокационные прицелы, придерживаться английской концепции военного времени было рискованно. Эти прицелы могли обнаружить цель за многие километры, обеспечить ведение точного стрелкового огня по невидимому визуально противнику.
Мы были убеждены в необходимости защиты задней полусферы, несмотря на большую скорость самолета, и предусмотрели ее в проекте Ил-28, разработав кормовую турельную установку (под названием Ил-Кб), имевшую две пушки калибра 23 мм с гидравлическим приводом. Кабина стрелка, находившаяся также в кормовой части фюзеляжа, надежно защищалась металлической и прозрачной броней. Сиденье стрелка могло катапультироваться вниз при аварийных ситуациях. Такие же сиденья, только для катапультирования вверх, и надежное бронирование были и у остальных членов экипажа: летчика и штурмана.
В носовой части фюзеляжа располагались две неподвижные стрелковые установки с пушками НР-23 калибра 23 мм. Запас бомб составлял 3000 кг.
Аэронавигационное и радиотехническое оборудование самолета Ил-28 обеспечивало полет, поиск и поражение наземных целей в любое время суток, а также в сложных метеоусловиях.
При создании Ил-28, как и других реактивных самолетов, удалось хорошо увязать летные характеристики с пилотажными данными. Обладая большой скоростью полета, Ил-28 был прост и в управлении, отличался устойчивостью и маневренностью. Аэродинамическая компоновка, формы, органы управления отрабатывались в тесном сотрудничестве с ЦАГИ, который оказывает большую помощь в решении этих вопросов при проектировании всех самолетов.
Ил-28 при дальности полета 2400 км на высоте 10 000 м развивал скорость 900 км/ч. Его потолок достигал 12 300 м. Весовая отдача составляла 40% от взлетного веса, равного 21200 кГ. Таким образом, скорость и рабочая высота самолета Ил-28 вдвое превышали скорость и рабочие высоты фронтовых бомбардировщиков периода войны при значительно большем весе бомбовой нагрузки, стрелкового вооружения и различного оборудования. Вот почему первоначальные попытки создать реактивные самолеты на базе поршневых с использованием их конструкции и не могли оказаться перспективными.
Для использования в различных назначениях Ил-28 проектировался и строился в нескольких модификациях. Так, были запущены в серийное производство разведчик Ил-28Р и его учебный вариант Ил-28У. Затем на базе Ил-28 был создан торпедоносец Ил-28Т.
Опыт в создании этого самолета, как и других боевых машин, подтверждает принятое нами положение, что конструктор непременно должен быть и технологом, и тактиком. Действительно, только знание особенностей боевого применения проектируемой конструкции приводит, как показал многократный опыт, к созданию машин, в наибольшей степени соответствующих своему назначению. И только такие самолеты могут войти в большую авиацию.
Всесторонний анализ тактики в свое время позволил воплотить в общей схеме Ил-2, а также в схеме его вооружения и бронирования предугаданную тактику взаимодействия воздушных и наземных сил в надвигавшейся тогда второй мировой войне. Бесспорно и то, что появление новой техники вызывает необходимость в разработке новой тактики. В нашем случае – тактики штурмовой авиации.
По этому поводу газета «Правда» писала: «Самолет Ильюшина – не только достижение авиационной науки. Это – еще и замечательное тактическое открытие. В его основании лежит идея глубокая и точная...»
Так было со штурмовиком Ил-2, то же повторилось с бомбардировщиком Ил-4. Изучение тактики позволило правильно ориентироваться в вопросах подготовки к войне. Это же оказало определенное влияние на судьбу Ил-28.
Кстати, судьба бомбардировщика Ил-28 схожа с судьбой Ил-2 и некоторых других наших самолетов: некоторые представители заказчика холодно и даже отрицательно относились к идее создания этих машин, а в конечном счете они поступали в массовое производство.
В те годы широко практиковалось (подробно описанная А.С. Яковлевым в книге «Цель жизни») давать одно и то же задание двум-трем конструкторским организациям. Работа над самолетами велась почти параллельно, и дух соревнования все время владел коллективами. В связи с этим вспоминается заседание у И.В. Сталина, на котором рассматривались результаты Государственных испытаний предлагаемых двух машин. Сталин детально рассмотрел представленные данные, выслушал мнение военных и решил принять на вооружение бомбардировщик Ил-28.
Не скрою, нас это решение обрадовало, но мы понимали, что оно ко многому обязывает. Срок на развертывание серийного производства был дан крайне жесткий: к майским праздникам необходимо было построить 25 самолетов, которые должны принять участие в параде. Все наше ОКБ было мобилизовано на выполнение этого задания. Хорошо и много поработал серийный завод. Задание было выполнено в срок и самолеты участвовали в параде.
Полного сравнения (типа приведенного в таблице) с аналогичными бомбардировщиками английских ВВС «Канберра» и американских ВВС «Канберра» Мартин В-57 привести, к сожалению, не представляется возможным из-за отсутствия публикации систематизированных данных. Кроме того, самолеты Ил-4, «Хейнкель НЕ-111Н» и «Веллингтон» были однотипными не только по назначению и размерам, но и в отношении стрелково-пушечного оборонительного комплекса – все они имели защиту передней и задней полусфер. Этого сказать нельзя при сравнении самолетов Ил-28 и «Канберра». Правда, одна из последних модификаций – «Канберра» Мк-8 – имела неподвижное стрелковое вооружение, но только для стрельбы вперед.
Скорость полета этого самолета равнялась 871 км/ч (Ил-28 – 900 км/ч); максимальный запас бомб составлял 2410 кг (против 3,000 у самолета Ил-28); вес снаряженного самолета 12680 кг, у бомбардировщика Ил-28 был несколько больше за счет кормовой турели и составлял 12890 кг. Без турели он имел бы меньший вес, так как установка ее на самолете и связанное с этим усложнение схемы хвостового оперения, устройства кабины стрелка с довольно тяжелой металлической и прозрачной броней привели к возрастанию веса пустого самолета более чем на 1100 кг, не считая утяжеления хвостовой части фюзеляжа, нагруженной кормовой пушечной установкой.
Английский самолет «Канберра» проектировался для полетов на большую дальность. В связи с этим двигатели для него были выбраны с повышенной тягой. По той же причине и взлетный вес английского бомбардировщика оказался несколько выше. Это, хотя и неполное, сравнение все же позволяет заключить, что самолет Ил-28 по боевой эффективности превосходил своих зарубежных современников.
Развивая линию бомбардировочной авиации, в последующий период наш коллектив создал бомбардировщики Ил-46 и Ил-54 более дальнего радиуса действия и, естественно, больших тоннажа и грузоподъемности.
Ил-46 представлял собой фронтовой бомбардировщик с дальностью полета около 5000 км и максимальной бомбовой нагрузкой 6000 кг. Самолет был задуман в двух вариантах: с прямым и стреловидным крылом. В первом варианте он развивал скорость 930 км/ч, потолок его составлял 12300 м. По схеме, компоновке и оборонительному вооружению не отличался от Ил-28.
Последующий бомбардировщик того же назначения Ил-54 был с двумя двигателями конструкции А.М. Люльки. В противоположность Ил-46 он отличался от предшественников как схемой, так и компоновкой. Если два предыдущих реактивных бомбардировщика были среднепланы, то новый создавался как высокоплан. Крыло самолета Ил-54 имело большой угол стреловидности – 55°, шасси его было выполнено по велосипедной схеме. Гондолы двигателей подвешены на пилонах. Сложным вопросом в то время оказалось проектирование фюзеляжа. Дело в том, что конструкция его была разрезана снизу почти по всей длине двумя отсеками шасси и большим бомбовым люком, позволявшим производить загрузку крупногабаритных бомб и торпед.
Эти самолеты, как и другие, были созданы минимальных размеров и тоннажа при выполнении всех заданных летных и тактических данных
Самолеты успешно прошли заводские и Государственные испытания, в результате которых были получены характеристики, соответствующие проектным.
Пассажирские поршневые и турбовинтовые самолеты. Следует сразу же заметить, что создать совершенный, признанный временем пассажирский самолет нисколько не легче, а, пожалуй, сложнее, чем самолеты других назначений. Это становится ясным, если вспомнить, что к пассажирскому самолету предъявляются во многих отношениях повышенные требования и число их все время возрастает. Конструктору приходится думать о безопасности полета и экономичности эксплуатации, о том, как получить наибольшую крейсерскую скорость и наименьший расход топлива. При этом не следует забывать и о таких требованиях, как долговечность и надежность, всепогодность и регулярность, комфорт для пассажиров и удобства для работы экипажа. Наконец, нужно добиваться минимального уровня шума в кабине и в районе аэропорта, обеспечить высокие ресурсы и повышенную ремонтоспособность самолета.
Кроме того, самолеты последующего поколения должны непременно превосходить своих предшественников по основным требованиям и иметь потенциальную возможность развития. А эти задачи тоже не из легких. Можно без преувеличения сказать, что только тот самолет входит в большую авиацию, который наилучшим образом удовлетворяет перечисленным требованиям.
Если совершенство боевых машин достигается проектированием на основе научных достижений и прогнозирования тактики воздушных сражений, то совершенство пассажирских самолетов достигается научным и экономическим подходом ко всем процессам проектирования, а также изучением тенденций развития транспортной авиации.
Система проектирования, разработанная в нашем ОКБ и применяемая на практике в течение 35 лет, учитывает сказанное. Она способствует созданию надежных, простых в пилотировании и эффективных самолетов, имеющих легкую и технологичную конструкцию. Эта система обеспечивает также безусловное выполнение всех заложенных в проекты летных и других характеристик.
Идея создания пассажирского самолета возникла еще в годы Великой Отечественной войны. В 1943 г., когда военные «илы» выполняли свои боевые задания, наше ОКБ приступило к проектированию новой техники для гражданского флота. Нужно было создать самолет с такими летными данными, которые превосходили бы уровень, достигнутый за рубежом.
Создавая Ил-12 – первенец пассажирских «илов», мы пытались положить начало формированию нового направления в развитии отечественной авиации, характеризующегося стремлением к высокой экономичности и максимальной весовой эффективности, поисками нового стиля в оборудовании пассажирских кабин (этот стиль, кстати говоря, впоследствии стали называть «стилем приятной простоты»).
Особое внимание при проектировании Ил-12 мы уделяли надежности и безопасности. Эти требования проходили красной нитью через все процессы проектирования, конструирования, испытания и отработки систем.
Вместе с проектированием Ил-12 формировалась и наша концепция проблемы безопасности. Мы понимали, что высокая степень безопасности достигается как конструкторскими решениями, так и проектировочными. Она достигается выбором числа двигателей и соответствующим значением энерговооруженности, аэродинамической компоновкой самолета и отработкой органов управления, созданием конструкции планера с повышенной живучестью и надежностью всех систем силовой установки и оборудования. Например, противопожарная безопасность обеспечивается не только средствами ликвидации очагов пожара, она предусматривается в компоновке силовой установки, в устройстве топливной системы, в разработке систем различного оборудования.
Другая проблема пассажирского самолета, которую мы также всегда считали основной, заключается в создании аппарата, отличающегося легкостью и простотой пилотирования и эксплуатации. Плавность и гармоничность в управлении облегчают условия работы экипажа и в конечном счете способствуют повышению безопасности полета.
Высокая экономичность самолета, как и безопасность его полета, зависит от решения большого комплекса различных проблем, возникающих на всех этапах создания самолетов – от предэскизного до рабочего проектирования. Вопросы экономичности должны всегда быть в поле зрения конструктора. И, наконец, проблема веса. Она также тесно связана с экономичностью. Естественно, что только самолет, отличающийся наряду с безопасностью также и легкой конструкцией, может оказаться массовым средством транспорта.
Как же обеспечить весовое совершенство пассажирского самолета? Прежде всего выбором рациональных размеров, высокой плотностью компоновки всех видов нагрузки и агрегатов оборудования, а затем решением всех конструкторских задач при жестком условии минимального веса.
Ил-12 имел два поршневых мотора АШ-82ФН конструкции А.Д. Швецова со взлетной мощностью по 1850 л.с. В серийное производство он был запущен в 1946 г. и строился до момента внедрения в эксплуатацию Ил-14. Оба эти самолета (их данные приведены в табл. 2) представляли собой цельнометаллические монопланы с низкорасположенными трапециевидными крыльями. В отличие от своих предшественников они имели шасси с носовым колесом, полностью убиравшимся в гондолы двигателей и фюзеляжа. Их багажные отделения, расположенные над полом кабины, были рассчитаны на размещение в них багажа, почты и грузов. Кабина оборудовалась буфетом.
Одной из наиболее сложных проблем проектирования двухмоторного самолета является нахождение компромисса между весовыми и экономическими данными, с одной стороны, и обеспечением безопасного взлета при отказе одного из двигателей – с другой. В процессе эскизного проектирования Ил-12 удалось найти оптимальное решение. Были получены достаточно хорошие весовые данные и обеспечен безопасный взлет. Запас мощности позволяет самолету набирать высоту на одном моторе до 2500-3000 м. Ясно, что самолет может продолжать горизонтальный полет в случае отказа одного из моторов на рейсе. Длина разбега не превышает 460 м, поэтому Ил-12 базируется на небольших аэродромах.
Самолет Ил-12 строился в нескольких вариантах, в том числе грузовом и десантно-транспортном. Первый был рассчитан на перевозку до 3500 кг различных грузов, а второй – на наземное и парашютное десантирование живой силы, легкой техники и грузов.
Дальнейшим развитием пассажирских самолетов является Ил-14, который вышел на линии Аэрофлота средней и малой протяженности в 1954 г. На нем были установлены более мощные моторы и более совершенное оборудование. По схеме он не отличался от самолета Ил-12, однако архитектурные формы и аэродинамическая компоновка крыла и оперения были иными, а фюзеляж – длиннее. Число пассажирских мест было увеличено.
Самолеты Ил-12 и Ил-14 находились в серийном производстве в течение десяти лет. Ил-14 также имел большое число вариантов (пассажирский с компоновками кабин на различное число мест, десантно-транспортный и грузовой и, наконец, служебный – для перевозок различных делегаций) .
Массовая и длительная эксплуатация в Советском Союзе и других странах, широкое использование научными экспедициями на Северном и Южном полюсах, т. е. эксплуатация в самых разнообразных географических условиях, показали высокие летные и экономические качества самолетов Ил-12 и Ил-14. Эти свои качества и безопасность эксплуатации Ил-14 продемонстрировал, в частности, во время визитов правительственной делегации в Индию, Бирму и Афганистан в 1955 г., пролетев 22500 км.
И все же достоинства и недостатки пассажирских самолетов, как и других видов техники, познаются в сравнении с зарубежными образцами. Имея это в виду, мы продолжаем ранее начатую линию сопоставления самолетов одного класса и примерно равноразмерных в приведенных ниже таблицах. Они позволяют судить об уровне развития пассажирских самолетов. В данном случае сравним основные характеристики пассажирских самолетов Ил-12 и Ил-14 и соответствующих зарубежных образцов – американского самолета DC-3 и английского «Викинг» (см. табл. 2).
Таблица 2
Характеристика
|
Ил-12
|
Ил-14
|
DCS
|
«Викинг»
|
Взлетный вес, кг
|
17250
|
17500 – 18000
|
11400 |
15400
|
Вес пустого самолета, кг
|
11000
|
12500
|
7660
|
10900
|
Число пассажиров
|
27-32
|
36 – 40
|
21
|
36
|
Максимальный вес коммерческой нагрузки, кг
|
2620-3160
|
2970-3550
|
1970
|
3200
|
Дальность при максимальной на грузке (техническая), км
|
2200
|
1100-1400
|
1060
|
18050
|
Максимальная дальность полета (техническая), км
|
3300
|
2150-2550
|
2680
|
3600
|
Крейсерская скорость, км/ч
|
320
|
350
|
274
|
336
|
Максимальная скорость, км/ч
|
407
|
430
|
–
|
–
|
Весовая отдача, %
|
36,2
|
29,0
|
23,0
|
29,0
|
Заметим, что сложнее сравнивать эксплуатационные достоинства самолетов, не связанные с их основными характеристиками. Затруднения, собственно, заключаются в выборе объективных критериев для комплексной оценки. Для примера можно привести один из показателей ремонтоспособности самолета, заложенной в его конструкции, а именно количество часов, затрачиваемых на смену двигателей. В свое время эта величина была значительной. Теперь же для самолетов с газотурбинными двигателями она лежит в пределах двух-трех часов на один двигатель, предварительно оснащенный. По этому показателю «илы» не уступают зарубежным самолетам.
Из табл. 2 легко заметить достаточно строгое соответствие между взлетными весами и весами пустых самолетов, между числом пассажиров и теми же весами пустых самолетов, между величиной коммерческой нагрузки и дальностью, на которую она транспортируется. Так, «Викинг» проектировался на несколько большее число пассажирских мест, но на меньшую дальность полета, чем Ил-12, а самолет DC-3 создавался с меньшими значениями основных размеров и соответственно меньшим взлетным весом. В то же время техническое совершенство всех этих самолетов находится примерно на одном уровне.
В 1947 г. нами был спроектирован и построен значительно более крупный, чем Ил-14, самолет Ил-18 с четырьмя поршневыми двигателями АШ-73 конструкции А. Д. Швецова со взлетным весом 42000 кг. Пассажирская кабина была рассчитана на 60 пассажиров с компоновкой кресел первого класса (кресла туристского и экономического класса появились позже). Дальность беспосадочного полета этого самолета достигла 6200 км при крейсерской скорости 500 км/ч; максимальная скорость – 588 км/ч. Испытания самолета подтвердили все данные эскизного проекта.
Спустя 10 лет, в 1957 г., был создан другой пассажирский самолет под тем же названием Ил-18, но по своим технико-экономическим характеристикам ничего общего не имевший с тем, о котором речь шла выше. Совпадали лишь некоторые геометрические параметры (например, площадь крыла, диаметр фюзеляжа). Был, естественно, использован опыт проектирования столь больших по тому времени пассажирских машин.
Новый самолет Ил-18 с четырьмя турбовинтовыми двигателями АИ-20 конструкции А.Г. Ивченко с тягой по 4000 эквивалентных л.с. совершил свой первый полет 4 июля 1957 г. Он отличался от своего поршневого «собрата» прежде всего взлетным весом, который был в полтора раза больше, и соответственно весом коммерческой нагрузки. Скорость полета возросла более чем на 30%, а высота крейсерского полета увеличилась до 8000-9000 м.
Такой технический скачок был возможен благодаря появлению турбовинтовых двигателей. Именно они и положили начало развитию пассажирской газотурбинной авиации.
Самолет Ил-18 имеет герметический фюзеляж, оборудованный системой кондиционирования, что позволяет создать нормальные жизненные условия для пассажиров при полете на большой высоте. Создание огромных фюзеляжей с высокой степенью наддува и большим количеством вырезов для окон, люков и дверей было в то время сложной проблемой. Нужно было решить большое число сложных конструктивных вопросов. Перечислим лишь некоторые из них. Прежде всего нужно было создать конструкцию, не подверженную катастрофическим разрушениям из-за усталости материала, иначе говоря, обеспечить усталостную прочность и высокий ресурс самолета. При этом живучесть должна была достигаться с минимальным увеличением веса. Эти задачи нашему коллективу удалось решить. Мы создали самолет с надежной и в то же время легкой конструкцией.
Самолет Ил-18 был рассчитан на перевозку 14 Т коммерческой нагрузки. Максимальная скорость полета самолета Ил-18 составляла 730-750 км/ч, а экономическая крейсерская скорость – 650 км/ч (табл. 3). При наличии вспомогательной силовой установки коммерческая нагрузка составила 13 500 кГ. Число пассажирских кресел на этом самолете можно менять в широком диапазоне в зависимости от вида и класса компоновки
Таблица 3
Характеристика
|
Ил-ПВ
|
«Вэнгард-953»
|
С увеличенным взлетным
весом
|
Ил-18Д
|
«Вэнгард-952»
|
Мощность двигателей, л.с.
|
4x4000
|
4x4850
|
4X4250
|
4X5325
|
Взлетный вес, кг
|
6 200
|
64000
|
64000
|
66450
|
Вес пустого снаряженного, кг
|
34500
|
37880
|
35300
|
38785
|
Максимальный вес самолета без топ лива, кг
|
48000
|
51030
|
48800
|
55565
|
Число пассажиров
|
89-100
|
139
|
100-110
|
139
|
Максимальный вес коммерческой нагрузки, кг
|
13500
|
31150
|
13500
|
16780
|
Дальность практическая при максимальной нагрузке, км
|
2700
|
2780
|
3700
|
3300
|
Максимальная техническая дальность, км
|
5400
|
–
|
7100
|
4840
|
Коммерческая нагрузка при максимальной дальности, кг
|
8600
|
–
|
6500
|
10 500
|
Крейсерская скорость, км/ч
|
650
|
660
|
650
|
676
|
Площадь крыла, м2
|
140
|
142
|
140
|
142
|
Удельная нагрузка на крыло, кг/м
|
437
|
450
|
457
|
465
|
Весовая отдача, %
|
43,5
|
40,8
|
44,8
|
41,5
|
Производительная отдача, Т-км/кг
|
0,6
|
0,57
|
0,8
|
0,83
|
Таблица 4
Характеристика
|
Ил-I8A
|
Ил-18Б
|
Ил-18 В
|
ИЛ-18Д
|
ИЛ-18Е
|
Взлетный вес, кг
|
59 200
|
61200
|
61200
|
64000
|
64000
|
Число пассажиров
|
75
|
84
|
89
|
100-110
|
122
|
Дальность полета (техническая) с максимальной коммерческой нагрузкой, км
|
3300
|
3300
|
3300
|
4300
|
3300
|
Максимальная дальность полета (техническая), км>
|
5400
|
5400
|
5400
|
7100
|
5400
|
кабин. Максимальное же число кресел изменялось с появлением различных модификаций Ил-18 (табл. 4).
Для объективной оценки самолета Ил-18 в табл. 3 приводится развернутый сравнительный анализ. Для этой цели выбран однотипный по силовой установке и равноразмерный среднерейсовый английский турбовинтовой самолет «Виккерс» – «Вэнгард», с которым Ил-18 проектировался почти параллельно. При этом сопоставляются соответственно одна из первых и последующая модификации.
У самолета Ил-18Д в сравнении с Ил-18В увеличена, как указывалось, дальность полета, а у самолета «Вэнгард» с увеличением взлетного веса возрос вес коммерческой нагрузки. Ранее он составлял 13150 кг и был несколько меньше, чем у Ил-18, а в последней модификации достигает 16 780 кГ, но транспортируется на меньшую дальность, чем максимальная коммерческая нагрузка самолета Ил-18Д. То же соотношение можно заметить и при максимальной дальности полета.
Критерии весовой и производительной отдачи (см. табл. 3) показывают значительное повышение эффективности последующих модификаций и технического уровня сопоставляемых самолетов. Первый из этих объективных критериев представляет собой отношение полезной нагрузки к максимальному взлетному весу самолета и выражается в процентах, второй – отношение производительности на рейсе в тонно-километрах (произведение веса коммерческой нагрузки на дальность полета) также к максимальному взлетному весу самолета.
Самолет Ил-18 находится в производстве 10 лет. Следовательно, полный срок его эксплуатации составит не менее 20 лет. Длительную жизнь самолету обеспечили не только высокая надежность и экономичность, заложенные в схеме и конструкции, но и его перспективность, заключающаяся в периодическом увеличении числа пассажирских мест и дальности полета. Это наглядно иллюстрируется данными табл. 3.
Кроме модификаций, перечисленных в этой таблице, Ил-18 выпускается в компоновке с большими специально оборудованными салонами для перевозки делегаций.
На самолете Ил-18 был установлен ряд мировых рекордов.
Самолет Ил-18 построен в большом количестве и в настоящее время выполняет значительную часть пассажирских перевозок Аэрофлота. Он служит и основным средством воздушного транспорта социалистических стран. Американский журнал «Лайф» отметил, что самолет Ил-18 является «рабочей лошадкой восточноевропейских аэропортов».
Большое число Ил-18 экспортируется в иностранные государства, и на многих международных линиях Аэрофлота летают эти самолеты. Видимо, уже не осталось страны на земном шаре, где не побывали бы Ил-18. Они летают также над Северным и Южным полюсами. Полярные летчики на воздушных кораблях Ил-18 и Ан-10 дважды совершали исключительные по своей протяженности и сложности условий перелеты в Антарктиду.
Турбореактивные пассажирские самолеты. Первым турбореактивным пассажирским самолетом, созданным нашим коллективом, был многоместный межконтинентальный лайнер Ил-62. Его летные испытания начались в 1962 г. На кормовой части фюзеляжа этого самолета установлены четыре турбовентиляторных двигателя конструкции Н.Д. Кузнецова с тягой по 10500 кг каждый. Подобное расположение двигателей позволяет, как известно, создать самолет с более высокой степенью безопасности, улучшенным комфортом для пассажиров и более высоким аэродинамическим совершенством крыла, чем у самолетов с подкрыльевой компоновкой двигателей. Однако эта схема ставит перед конструкторами ряд сложных проблем, и только оптимальное их решение приводит к созданию экономичного и безотказного самолета.
Создавая современный воздушный корабль Ил-62, мы пытались воплотить в его конструкции лучшие технические и научные достижения нашей и мировой авиационной, радиоэлектронной и других отраслей промышленности. Не меньшее внимание мы уделяли обеспечению высокой степени безопасности полета, которая заключается прежде всего в том, что самолет, имея четыре двигателя и соответствующую энерговооруженность, может продолжать взлет при отказе одного, а крейсерский полет – при отказе двух двигателей. Он может уйти на второй круг при заходе на посадку с двумя неработающими двигателями.
В компоновке крыла и всего самолета удалось сочетать достаточно высокие летно-технические характеристики с характеристиками, определяющими уровень безопасности полетов. Это достигнуто специальной аэродинамической компоновкой крыла и тщательно отработанной системой его взаимодействия с оперением и мотогондолами, а также рядом конструктивных решений, определивших, например, применение на самолете прямого ручного управления.
Расчеты, аэродинамические исследования на моделях самолета позволили найти рациональную форму крыла в плане, обладающую оптимальным сочетанием аэродинамических, прочностных и весовых параметров.
Особое внимание было уделено характеристикам самолета в области больших (критических и закритических) углов атаки, влияющих на безопасность полета в условиях турбулентной атмосферы. Задача состояла в том, чтобы получить такое обтекание поверхности крыла, которое, не ухудшая качества самолета на крейсерских режимах полета, обеспечивало бы приемлемые характеристики устойчивости по тангажу в широком диапазоне углов атаки. Была разработана профилировка со специальным законом распределения по размаху кривизны профилей и геометрической закрученности сечений, тщательно подобрано положение горизонтального оперения и гондол двигателей.
Комплекс пилотажно-навигационного оборудования, радиотехнических и радиолокационных средств обеспечивает автоматизацию полета Ил-62 по всей траектории, начиная с высоты 200 м (после взлета) и кончая высотой захода на посадку. Благодаря этому самолет может летать в сложных метеоусловиях, на всех широтах, в любое время суток и года, что повышает регулярность полетов.
Система автоматического управления при необходимости позволяет выдерживать заданную скорость в режимах набора высоты и снижения, заданную высоту эшелона и заданную (запрограммированную) траекторию полета в горизонтальной плоскости по сигналам навигационного вычислителя.
Безопасность полета обеспечивается многократным дублированием аппаратуры и наличием системы контроля ряда параметров. Автоматизация наиболее ответственного участка полета – захода на посадку, помимо повышения безопасности полета, позволяет снизить метеоминимум самолета.
Управление Ил-62 не бустерное, а ручное: оно надежно, конструктивно просто, требует минимального обслуживания и снижает себестоимость самолета. Разработка такого управления для машины больших размеров потребовала выполнения значительного объема аэродинамических и расчетно-исследовательских работ, связанных со способами воздействия на шарнирные моменты органов управления.
Другая сложная проблема проектирования реактивного пассажирского лайнера, которую также удалось успешно решить при разработке Ил-62, – это уменьшение внутрикабинного и внешнего шума. В зарубежной печати теперь обсуждаются более жесткие нормы шума от самолетов на местности. В журнале «Авиэйшн уик энд спейс текнолоджи» (от 25.III 1968 г.) отмечается: «В настоящее время лишь немногие самолеты с 3-мя и 4-мя реактивными двигателями укладываются в предлагаемые нормы шума. К ним относятся самолеты: американский «Локхид» С-141, советский Ильюшина Ил-62 и английский VC-10 фирмы «БАК». А в статье «Вызов западу», опубликованной в американском журнале «Лайф» (от 26.VII 1968 г.) и посвященной первым рейсам Ил-62 на линии Москва – Нью-Йорк, автор пишет: «Ил-62 – хорошая машина. Пассажиры нью-йоркского рейса находят, что места шире и более удобны, чем на западных турбореактивных самолетах, и расположение четырех двигателей в хвостовой части делает путешествие более спокойным и бесшумным». Автор далее отмечает, что «деловые круги Аэрофлота имеют очень серьезные намерения в получении денежных прибылей: они уже договорились о продаже своих новых Ил-62, являющихся их гордостью».
Что же касается комфорта для пассажиров, чему на воздушном транспорте придают большое значение, то американская газета «Ивнинг стар» при появлении самолета Ил-62 в США заметила, что «обе кабины со вкусом и просто декорированы... Внутренняя отделка самолета Ил-62 удивительно высокого качества. Удобства в кабинах, от крупного до мелочей, не уступают западным стандартам комфорта».
От сравнительно легких Ил-12 и Ил-14 в 17-18 Т мы вначале перешли к 42-тонному Ил-18 (с поршневыми двигателями), затем к 64-тонному Ил-18 (с турбовинтовыми двигателями) и, наконец, построили Ил-62 со взлетным весом 160 Т. Это в известной мере позволяет нам наблюдать преемственность многих конструктивных решений.
Если говорить о типах силовой установки, то наше ОКБ после создания пассажирских самолетов с поршневыми двигателями пришло к тяжелому турбореактивному самолету, вначале спроектировав и построив турбовинтовой самолет среднего тоннажа. Расчеты приводили к выводу, что самолеты с ТВД в этом классе будут определенное время более экономичны. И действительно, турбореактивные машины стали конкурировать с турбовинтовыми несколько позже, когда появились двухконтурные двигатели с малым удельным расходом топлива и относительно легким весом.
При своем зарождении Ил-62 по внешней компоновке отличался от отечественных реактивных самолетов кормовым расположением двигателей. Впервые такая схема на пассажирском самолете была реализована на французской «Каравелле». Мнения об этой схеме в наших авиационных кругах вначале разошлись, но затем появились и другие самолеты такого типа. Действительно, компоновка двигателей на фюзеляже довольно спорна. При всех своих достоинствах она имеет и недостатки, заключающиеся главным образом в весовых потерях. И приходится искать какие-то новые решения, чтобы свести эти издержки к минимальным. Исследования, проведенные в нашем ОКБ, показали целесообразность расположения силовой установки на фюзеляже применительно к четырехдвигательной схеме тяжелого пассажирского самолета при условии новой схемы взлетно-посадочных устройств.
Много нового и не менее спорного возникает и по другим вопросам развития авиации. И нельзя, понятно, создавать новую технику, не изучая законов ее развития. Приходится внимательно следить за всем новым в науке и практике и использовать его, учитывая специфические условия эксплуатации.
Рассматривая современные пассажирские самолеты, можно заметить много общего во внешнем виде самолетов разных фирм. Однако за общим архитектурным сходством кроются существенные различия.
К проблемам проектирования, решение которых идет разными путями, относится, например, один из кардинальных вопросов – устойчивость и управляемость.
Много и плодотворно трудится коллектив ОКБ над разработкой вопросов устойчивости и управляемости летательных аппаратов. Так, на самолетах Ил-18 и Ил-62 относительная площадь горизонтального оперения почти в полтора раза меньше, чем у однотипных английских самолетов. В то же время устойчивость и управляемость наших самолетов удовлетворяет международным стандартам. А значение закритического угла атаки, достигнутое на Ил-62, не уступает однотипным зарубежным самолетам.
Что касается весовой эффективности, оказывающей исключительное влияние на экономику самолета и являющейся результатом решения многих задач проектирования и конструирования, то самолеты Ил-18 и Ил-62 также не уступают зарубежным. Приведенные в табл. 5 данные подтверждают это.
Напомним, что весовое совершенство самолета характеризуется наибольшей весовой отдачей и наименьшим значением относительного веса планера. Кстати, Ил-62 имел бы худшие показатели, чем DC-8 и «Боинг-707» (при равной весовой эффективности конструкций), если бы не была найдена принципиально новая схема посадочных устройств. Это объясняется, как уже было отмечено, расположением двигателей на корме
Таблица 5
Характеристика
|
Ил-62
|
«Супер» VC-10
|
DC-8-40
|
«Боинг-707»
|
Весовая отдача, %
|
57,0
|
53,0
|
58,0
|
57,5
|
Относительный вес планера, %
|
24,6*
|
–
|
24,4
|
25,3
|
* Включая крыло, фюзеляж, шасси, оперение и гондолы двигателей.
фюзеляжа, что привело к улучшению ряда свойств пассажирского самолета, но и к утяжелению конструкции. При этом возрастает вес не только фюзеляжа, но и неразгруженного двигателями крыла. Величину утяжеления удалось свести к минимальной указанным выше путем. Отчасти поэтому весовая отдача Ил-62 выгодно отличается от самолета «Супер» VC-10, также имеющего кормовую компоновку двигателей (об относительном весе планера этого самолета судить не приходится, так как нет соответствующей публикации).
Вообще говоря, высокая весовая эффективность конструкции может быть достигнута при всестороннем анализе различных схем, компоновок,, прочности и веса на всех этапах проектирования и конструирования самолетов начиная с эскизной разработки. В начальный период, когда создаются принципиальные схемы частей самолета и различных его систем, уже закладываются основы для разработки оптимальных силовых схем, тщательные поиски которых ведутся в процессе конструирования. Достижению этой цели способствуют выбор рациональных размеров, высокая плотность компоновки различной нагрузки и агрегатов оборудования, а также целесообразное размещение последних из условия минимальной длины коммуникаций. Конструирование с минимальным весом и применением метода проектирования на заниженные нагрузки с последующим статическим испытанием на полные расчетные нагрузки также способствует созданию эффективной конструкции.
Продолжая сравнительную оценку, приведем табл. 6 с данными об однотипных (по компоновке двигателей) Ил-62 и английском «Супер» VC-10. Эти самолеты имеют к тому же близкие размеры (как, впрочем, и два других межконтинентальных лайнера – DC-8 и «Боинг-707»), кроме того, их проектирование велось почти одновременно, т. е. они соответствуют одному техническому уровню.
Таблица 6
Характеристика
|
Ил-62
|
Ил-62М
|
«Супер» VC-
|
Взлетный вес, кг
|
161 600
|
165 000
|
152 000
|
Вес пустого снаряженного, кг
|
69 400
|
71 600
|
71 500
|
Число пассажиров (максимальное)
|
186
|
186
|
163
|
Максимальный вес коммерческой нагрузки, кг
|
23000
|
23000
|
21060
|
Техническая дальность при максимальной нагрузке, км
|
7550
|
8800
|
8500
|
Максимальная техническая дальность, км
|
10 000
|
11050
|
11600
|
Коммерческая нагрузка при максимальной дальности, кг
|
6000
|
10000
|
6300
|
Крейсерская скорость, км/ч
|
850
|
870
|
886
|
Площадь крыла (полная), м2
|
279,6
|
279,6
|
272,4
|
Площадь крыла (по трапеции), м2
|
253,4
|
253,4
|
256
|
Удельная нагрузка на крыло (к полной площади), кг/м2 |
578
|
590
|
558
|
Энерговооруженность, кг тяги/кг веса
|
0,260
|
0,267
|
0,270
|
Весовая отдача, %
|
57,0
|
56,6
|
53,0
|
Производительная отдача, т-км/кг
|
1,08
|
1,23
|
1,18
|
В таблице помещены данные об основном варианте самолета Ил-62 с двигателями НК-8-4 и его модификации Ил-62М. Последняя отличается увеличенной дальностью полета. Экономическая эффективность увеличилась почти на 10%. Ил-62 может совершать беспосадочные полеты на линии Москва – Нью-Йорк со 120 пассажирами на борту, а Ил-62М будет перевозить до 170 пассажиров. Естественно, при этом возрос и вес снаряженного самолета, тем более что увеличен его взлетный вес.
Коммерческая нагрузка для всех трех самолетов соответствует пассажирскому варианту. В грузопассажирском варианте, при ограничении нагрузки прочностью (или весом) самолета, коммерческая нагрузка может быть увеличена. Например, вес коммерческой нагрузки для «Супер» VC-10, по сообщениям печати, в варианте грузопассажирского самолета с пятью поддонами, загружаемыми в переднюю пассажирскую кабину, составляет 26450 кГ.
Указанное в табл. 6 число пассажиров соответствует компоновке с полноразмерным буфетом. При снятии части буфета число пассажиров увеличивается на самолете «Супер» VC-10 до 174 человек. Аналогичная компоновка на самолете Ил-62 позволяет дополнительно поставить два ряда кресел и увеличить число пассажиров до 198 человек.
Флагман советского Аэрофлота Ил-62 (как его теперь принято называть) вместе с другими советскими самолетами экспонировался на международных авиационно-космических салонах в Париже в 1965 и 1967 гг., а также в Турине в 1968 г. Примечательны и любопытны отзывы посетителей об этой машине, оставленные в книге. Например, на последней из выставок командир воздушного парада генерал Александрини, посетив Ил-62, написал: «Восхищен могучими кораблями и теплым приемом русских авиаторов».
Особый интерес представляют отзывы экипажей зарубежных стран, которые летали на Ил-62. Вот один из таких отзывов: «При ознакомлении с документацией мы были удивлены исключительными летными свойствами Ил-62. Мы даже просили откомандировать к нам из ОКБ Ильюшина главного аэродинамика, который целых два дня нам давал объяснения. Среди нас были самые опытные люди, приготовленные для испытаний VC-10, а потом Ил-62. Могу с полной ответственностью заявить, что самолет Ил-62 еще лучше, чем нам объясняли или чем указано в присланных из СССР технических материалах».
Здесь подмечены не только летные достоинства самолета Ил-62, но и принятое нами правило: никогда не указывать в технической документации (включая эскизные проекты) рекламные данные, реализовать которые невозможно. Лучше, когда практически полученные значения различных характеристик не только совпадают, но превосходят проектные.
Английский журнал «Эроплейн» (от 7.VIII 1968 г.), комментируя полет Прага – Лондон, писал: «После запуска шум от двигателей был почти не слышен. Взлет продолжался 35 секунд. Во время всего полета самолет был стабильным, как скала, и совершенно не проявлял тенденций к колебаниям, что присуще большим машинам с длинной носовой частью фюзеляжа. Работа воздушных тормозов и закрылков почти не ощущалась, и только послышался небольшой стук, когда производился выпуск шасси на довольно большой скорости около Уотфорда. Но этот стук был много слабее, чем, например, у самолета «Боинг-720» при аналогичной операции. Скорость захода на посадку и посадочные скорости были умеренно малыми, и казалось, что самолет какое-то время плыл в воздухе перед окончательным приземлением. Рулежка не вызвала никаких проблем».
Американский журнал «Авиэйшн уик энд спейс текнолоджи» (22.VII 1968 г.) писал: «Открытие на прошлой неделе прямого воздушного сообщения Москва – Нью-Йорк продемонстрировало вновь приобретенную способность Аэрофлота конкурировать с международными авиакомпаниями на дальнерейсовых трассах. Не остается никаких сомнений в том, что он может идти вровень с ведущими западными авиакомпаниями.
Ил-62 подтвердил свою эффективность как в смысле технических характеристик, так и в отношении основных удобств для пассажиров. В полете самолет был действительно тихим и комфортабельным. Гибкое крыло воспринимало большую часть нагрузок от турбулентности, и поэтому пассажиры почти не ощущали болтанки, когда самолет проходил зоны неспокойного воздуха. Не было также колебаний задней части фюзеляжа, как это наблюдается на некоторых других реактивных лайнерах».