Опытный «103-В» оставили в ОКБ, и на нем проверялись различные усовершенствования, в том числе и двигатели АШ-82ФН. 25 марта 1943 года машина с двигателями АШ-82ФН, пилотируемая И.И. Шелестом (инженер Поярков и бортмеханик Александров), потерпела при посадке аварию из-за не вставшей на замок левой опоры шасси. Видимо, в том полете проверялись доработки двигателей, поскольку 2 апреля Туполев доложил наркому Шахурину, что на опытном Ту-2М-82 в Омске выполнили два полета после установки магнето повышенной высотности и новых М-82 с нагнетателями, имеющими 11 лопаток вместо 22, но со старыми серийными карбюраторами. В итоге максимальная скорость самолета у земли возросла до 528 км/ч, а на высоте – до 568 км/ч.
С омским Ту-2 (возможно, с опытной машиной «103-В») связан один любопытный эпизод.
«В 1943 году, – как рассказывал Л.Л. Кербер, – понадобилось перегнать Ту-2 из Омска в Москву. В то время через Омск изредка перегоняли на фронт американские скоростные истребители «Аэрокобра». Поскольку в экипаже Ту-2 был штурман, лидировать группу перегона решили поручить летчику А.Д. Перелету. На утро «Аэрокобры» взлетели и построились. Ту-2 занял впереди строя место лидера и лег курсом на Свердловск (ныне Екатеринбург. – Прим. авт.).
Очень скоро выяснилось, что скорости американских истребителей для того, чтобы угнаться за нашим бомбардировщиком, не хватает. Придя на следующий день на аэродром, А.Д. Перелет обнаружил, что на хвосте его самолета кто-то из истребителей написал: «Не догонишь».
В Свердловске с вылетом Ту-2 немного замешкались, так как погода была отменная, группу «Аэрокобр» выпустили раньше. А.Д. Перелет догнал их возле Сарапула, обошел строй, занял свое место в голове и в Казань пришел первым.
Ночью на носу Ту-2 появилась вторая надпись: «Не уйдешь».
С этими надписями Ту-2 и прилетел в Москву».
Таблица № 13ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ПРОЕКТА ПБ И ОПЫТНЫХ ЭКЗЕМПЛЯРОВ САМОЛЕТА «103»Примечания: 1. По результатам государственных испытаний. 2. На высоте 6000 м – 1400 л.с. 3. На высоте 6500 м – 580 км/ч. 4. На высоте 7000 м. 5. Номинальная мощность на высоте 5400 м – 1330 л.с. 6. На 1-й скорости нагнетателя. 7. Максимальная – 4250 км.
Ту-2С
В 1943 году, после обращения Туполева к вождю, по указанию Сталина и последовавшему 17 июля решению ГКО ОКБ-156 модифицировало Ту-2, улучшив его летные и боевые качества. Согласно правительственному документу, максимальную скорость бомбардировщика требовалось довести до 500 км/ч у земли и до 550 км/ч на высоте 5500 метров. Время набора высоты 5000 метров не должно было превышать 10 минут, а потолок – не ниже 9000 метров при дальности 2000 км с 1000 кг бомб.
Для реализации требований Государственного Комитета Обороны серийный Ту-2 № 716 на московском заводе № 156 в июле 1943 года оснастили прежде всего новыми двигателями АШ-82ФН с непосредственным впрыском топлива и воздушными винтами АВ-5–167А (на серийных самолетах – АВ-5В-167). Затем герметизировали стыки консолей крыла с центропланом и мотогондолами, улучшили отделку поверхности крыла, стабилизатора и фюзеляжа, зашпатлевав все вмятины и отлакировав их. Сняли тормозные решетки, а носок центроплана сделали легкосъемным, облегчив доступ к тягам управления двигателями.
Кроме этого, для улучшения обзора у стрелка люковой установки сделали два бортовых круглых окна. Ранее подвижный стабилизатор зафиксировали под углом 1 градус 10 минут. Сняли стояночный тормоз, упростили гидросистему и выполнили ряд других доработок. У стрелка-радиста заменили пулемет ШКАС на установке ВУБ-2 «Березиным» калибра 12,7 мм. Такие же пулеметы имелись в люковой установке и у штурмана, а для стрельбы вперед – два орудия ШВАК. Снизили трудоемкость изготовления планера на 15–20%.
В сентябре машину передали в НИИ ВВС. На этапе государственных испытаний ведущими были инженер А.А. Соколов, летчики М.А. Нюхтиков и В.В. Лисицын. Испытания показали, что максимальная скорость увеличилась с 444 до 509 км/ч у земли, а на высоте – с 521 км/ч (3200 метров) до 547 км/ч (5400 метров). Практический потолок возрос с 9000 до 9500 метров, а дальность – на 120 км. Так появился Ту-2С (стандартный), а самолет № 716 стал его эталоном.
Бомбардировщик облетали летчики-испытатели НИИ ВВС П.М. Стефановский, В.И. Жданов и Г.А. Ашитков, штурманы-испытатели Литвинчук и А.И. Старых. По их общему мнению, обновленный Ту-2 хотя и обладал рядом дефектов, в том числе и унаследованных от предшественника, но все же заметно превосходил не только своего предшественника, но и Пе-2 с моторами М-82. Хотя путевая устойчивость Ту-2 оставляла желать лучшего, а кабина пилота не отличалась комфортом и удобством (в разумных пределах, конечно). Недостаточным был и обзор у штурмана, а из-за недоработанного фонаря его рабочее место постоянно задувало в полете.
Максимальная бомбовая нагрузка осталась прежняя – 2000 кг, но в случае применения самолета по переднему краю обороны противника Ту-2С мог поднимать ФАБ-3000.
В ходе государственных испытаний провели несколько воздушных боев с одним из лучших истребителей Люфтваффе FW 190А-4. На наборе высоты под углом 45 градусов «немец» только в конце горки в 1000 метров догонял Ту-2С.
Серийный Ту-2С № 16/7 завода № 23. 1945 г.
В горизонтальном полете на высоте 1000 метров FW 190А-4 догонял Ту-2 и мог его атаковать, но сближение самолетов происходило очень медленно из-за небольшой разницы скоростей. Атака при догоне без преимуществ в высоте была возможна только строго в хвост, а спереди повторить ее было очень трудно. Ту-2С за время разворота FW 190А-4 на 180 градусов уходил на 2,5–3 км, не оставляя немецкому пилоту шансов зайти в хвост.
С увеличением высоты преимущество FW 190А-4 в скорости возрастало. На 4500 метрах истребителю вести воздушный бой с бомбардировщиком становилось легче. Но, несмотря на меньший радиус виража, вражеский самолет все время находился в секторе обстрела верхних пулеметов Ту-2С. Но что интересно, от Ла-5 бомбардировщик не мог оторваться на всех высотах, поскольку атаки советского истребителя были более стремительны, чем FW 190А-4.
Весной 1943 года в НИИ ВВС на Ту-2С с моторами М-82ФН, оборудованными регуляторами постоянного давления наддува РПД-2ВН, испытывались система 82НВ-ВГ объединенного управления винтом и газом и автомат переключения скоростей нагнетателя Э-67.
Затем, в 1944 году, самолет установили в аэродинамической трубе Т-101 ЦАГИ, где сняли основные характеристики. На основании этого совместно с ЦАГИ наметили ряд улучшений, осуществленных впоследствии на самолете № 716 завода № 166.
Уже после войны, в октябре 1945 года, в НИИ ВВС летчик-испытатель В.И. Жданов и инженер А.А. Соколов испытали Ту-2 с двигателями АШ-82ФН-312Т, оснащенными трехскоростными нагнетателями. В итоге увеличение суммарной мощности силовой установки на 300 л.с. привело к росту максимальной скорости на 20 км/ч в диапазоне между 1-й и 2-й границами высотности. На второй границе высотности скорость достигла 566 км/ч.
Столь высокие летные данные не остались незамеченными, и в 1943 году Ту-2С запустили в серийное производство на московском заводе № 23.
С альтернативными двигателями
На протяжении всего жизненного цикла Ту-2 конструкторы пытались не только расширить функциональные возможности машины, но и улучшить ее данные путем установки более мощных двигателей. В частности, появление более мощного двигателя АШ-83 не прошло незамеченным в ОКБ Туполева. В августе последнего военного года Туполев сообщал Шахурину:
«Согласно полученному от Вас заданию по дальнейшему улучшению летных качеств Ту-2 на самолете № 716 провели следующие работы:
Вместо моторов АШ-82ФН установили АШ-83ФН, дающие большую высотность (на 1000 м) и несколько большую мощность (на 130 л.с.). При их установке, помимо всех прочих аэродинамических улучшений, были смонтированы индивидуальные выхлопы.
В этом модифицированном виде самолет успешно прошел заводские испытания и вполне оправдал расчетные данные, показав максимальную скорость на высоте 6780 м на боевом режиме – 605 км/ч, что выше скорости серийного самолета на 56 км/ч. В настоящее время самолет передан в ЛИИ».
Работа по самолету с альтернативными двигателями продолжилась, и в сопроводительной записке к актам по результатам государственных испытаний Ту-2 с моторами АШ-83ФН с улучшенным капотированием и Ту-2 с моторами АМ-40 и увеличенной до 4000 кг бомбовой нагрузкой, направленной в мае 1947 года Сталину, говорилось:
«Самолет с моторами АШ-83 дал прирост скорости на 51 км/ч, а с АМ-40 – на 94 км/ч. Во избежание разнотипности самолетов в эксплуатации, считаем целесообразным самолеты с АШ-83 в серию не запускать и на вооружение не принимать. Самолет Ту-2 с АМ-40 принять на вооружение и запустить в серию (эта машина имела еще два названия, сначала Ту-4, а затем – Ту-10. – Прим. авт.).
Одновременно с этим ВВС и Дальняя авиация нуждаются в быстром получении дальнего бомбардировщика с внесением в него ряда улучшений и изменений по сравнению с серийным Ту-2. Этой модификацией предусматривается увеличение технической дальности до 3500 км за счет увеличения несущих поверхностей; расширение передней кабины, что дает возможность удобного расположения двух летчиков рядом и штурмана впереди, и размещение новейших типов вооружения и оборудования. На этом самолете устанавливается усиленное механизированное пушечное вооружение, автопилот и прицел «Норден», радиокомпас, ночное оборудование, обогрев кабин, антиобледенитель носка крыла…»
В июле того же года испытывался высотный бомбардировщик Ту-2 с двигателями АМ-44 (АМ-42В с турбокомпрессорами ТК-1Б) жидкостного охлаждения. Ведущими на этапе заводских испытаний были инженер Н.А. Генов и летчик Ф.Ф. Опадчий.
Разведчики
Когда в Омске начался выпуск Ту-2, начальник разведывательного управления ВВС РККА генерал Грендаль добился постройки нескольких машин в варианте разведчика и отправки их на войсковые испытания во 2-й дальний разведывательный авиаполк (апдр) Главного Командования Красной Армии. Однако промышленность вовремя не выполнила свои обещания и передала во 2-й драп, дислоцировавшийся в подмосковном Монино, сначала четыре машины в варианте бомбардировщика. Переоборудование путем размещения аэрофотоаппаратом их в разведчик было осуществлено специалистами передвижных авиаремонтных мастерских ВВС в Монино. При этом дальность полета самолета осталась прежней.
Самолет по сравнению с Пе-2 оказался отменным разведчиком и «на основе опыта работы Ту-2 в разведывательных полках Главного Командования и по требованию ВВС ОКБ, как отмечено в отчете по итогам работы завода №156 за 1943 год, разработало специальные разведывательные варианты… Самолет-разведчик отличается от строящегося в серии большей дальностью за счет добавочного подвесного бака и установкой для (подвески. – Прим. авт.) специального аэрофотоаппарата.
В настоящее время один Ту-2 разведчик (с двумя АФА-3) прошел государственные испытания в НИИ спецслужбы ВВС и рекомендован к серийной постройке. Два Ту-2, оборудованные специальной качающейся установкой под АФА-33, проходят войсковые испытания в 47-м гвардейском апдр Главного командования…»
В конце 1945 года к созданию Ту-2Р подключился завод № 23. В том же году в подмосковных Филях согласно документации, разработанной в ОКБ-156, собрали опытный экземпляр, а в 1946-м переоборудовали первый серийный Ту-2 № 1/36, получивший обозначение Ту-6. В отличие от бомбардировщика в задней части грузового отсека машины разместили неподвижный аэрофотоаппарат АФА-33/20 и на качающейся установке – АФА-33/50,75,100. В кабине стрелка-радиста расположили ночной аэрофотоаппарат НАФА-3с/50. Объем топлива увеличили за счет дополнительного 650-литрового бензобака.
Кроме этого, установили радиокомпас СЦР-269Ж и четыре дополнительных кислородных баллона. Одновременно сняли радиостанцию РСИ-6 и автомат пикирования.
Разведчик Ту-2Р из 2-го авиаполка дальней разведки, участник войсковых испытаний. 1942 г.
С 26 декабря 1946 года по 9 апреля 1947-го разведчик успешно выдержал государственные испытания и согласно августовскому постановлению Совета министров СССР был принят на вооружение под обозначением Ту-6 и запущен в серийное производство.
Контрольные испытания Ту-6 №14/58 с моторами АШ-82ФН и винтами АВ-5В-167А, проведенные со 2 марта по 13 апреля 1948 года, показали, что полетный вес машины возрос до 11 277 кг, скорость на высоте 5500 метров составила 545 км/ч, потолок – 9050 метров и дальность – 2780 км. Самолет поднимался на высоту 5000 м за 10,3 минуты.
В 1948 году завод № 23 оборудовал пять машин Ту-2 для ночного фотографирования, оснастив их электроосветительными установками «Явор-2». Однако государственные испытания она не выдержала и была снята со снабжения ВВС.
Вскоре после войны родилась идея использовать истребитель Ла-11 для защиты наших полярных районов от непрошеных гостей. Планировалось размещать самолеты на аэродромах и площадках за Полярным кругом, в том числе и на дрейфующих льдинах. Это потребовало проведения ряда экспериментальных работ по базированию Ла-11 на ледовых аэродромах в северных широтах.
Одна из первых экспедиций состоялась в 1948 году. В это время в районе Северного полюса работали несколько научных экспедиций АН СССР. Было решено совершить перелет группы Ла-11 на одну из льдин, используемых учеными. Возглавлял экспедицию генерал-майор, начальник Главного управления Северного морского пути (ГУСМП) А.А. Кузнецов. Обеспечивали экспедицию экипажи самолетов Ли-2 650-го отдельного транспортного авиаполка, С-47 1-го транспортного авиаполка 2-й адон и Ил-12 708-го транспортного авиаполка особого назначения.
Двухмоторный разведчик Ту-6 (модификация Ту-2), использовавшийся в качестве лидера, и три Ла-11 осуществляли тренировочные полеты в полярных условиях, базируясь на мысе Шмидта и острове Врангеля. Вначале с острова Врангеля на разведку вылетел Ту-6, у которого было достаточно хорошее навигационное оборудование. Он совершил посадку на льдину в районе Северного полюса (82 градуса 51 минута северной широты и 172 градуса 30 минут восточной долготы). Затем вернулся на Большую землю, и при появлении благоприятной погоды 7 мая 1948 года три Ла-11 в сопровождении лидера Ту-6 вылетели на льдину, совершив благополучную посадку. 8 мая, выполнив несколько полетов со льдины, они вернулись назад.
Дальние бомбардировщики
В 1940 году вслед за появлением самолета «103-У» заключенные конструкторы предложили его дальний вариант «103-Д» с двигателями АМ-37. Внешне дальний бомбардировщик отличался лишь большим крылом, размах которого возрос до 22 м, а площадь – до 14,515 м2. Однако заказчик это предложение не принял, поскольку недавно на вооружение уже поступил самолет ДБ-3Ф, а в ЦКБ-29 под руководством В.М. Мясищева разрабатывалась более перспективная машина ДВБ-102 с герметичными кабинами экипажа. К варианту Ту-2 с повышенной дальностью полета вернулись лишь в 1943 году, после освоения серийного производства фронтового бомбардировщика Ту-2С на заводе № 23 в Москве.
Два варианта дальнего бомбардировщика Ту-2Д (самолет «62», АНТ-62) с двигателями АШ-82ФН построили в 1944 году на опытном заводе № 156 в соответствии тактико-техническими требованиями ВВС. Согласно заданию самолет должен был развивать скорость 450 км/ч у земли и 530 км/ч на высоте 5000 м, подниматься на высоту 9000 м, поднимать до 3000 кг бомб и летать на расстояние 3000 км с 1000-кг боезарядом. Оборонительное вооружение – два 12,7-мм пулемета и три пушки калибра 20 мм.
Опытный пятиместный дальний бомбардировщик «62» на испытаниях в НИИ ВВС
Первый из них (переоборудованный из самолета № 718 завода № 166) был выпущен в четырехместном варианте с фюзеляжем от серийного Ту-2, а второй (переоборудованный из самолета № 714 завода № 166) – в пятиместном (добавили второго пилота) с новой носовой частью фюзеляжа, выполненной в соответствии с макетом, утвержденным 12 декабря 1943 года. На обеих машинах увеличили до 59,05 м2 площадь несущей поверхности и оперения (соответственно увеличению площади крыла), а также объемы топливных баков (у машины № 718 до 3930 литров, а у № 714 – до 3860 литров). Установили новые фонари летчика с улучшенным обзором. На самолете № 718 использовали ранее отвергнутые воздушные винты АВ-5В-21А диаметром 3,6 м, а на № 714 – АВ-5В-167А диаметром 3,8 метра, увеличивавшие скорость и дальность.
Испытания Ту-2Д № 718 (ведущие – инженер А.А. Соколов и летчик М.П. Субботин) проводились с полетным весом 11 400 кг и 12 900 кг, а самолета № 714 – с весом 13 340 кг. В последнем варианте выполнили два полета с полной заправкой горючим и 1000 кг бомб. Предельный же взлетный вес самолета, по заявлению Туполева, мог достигать 16 000 кг при полной заправке топливом и бомбовой нагрузке 4000 кг (одна ФАБ-2000М44 – в грузовом отсеке и две ФАБ-1000 – под крылом). Но испытания при таком весе не проводились из-за недостаточной прочности шасси и колес.
Фактически это была летающая лаборатория, показавшая, что на базе серийного Ту-2 можно построить дальний бомбардировщик с летными данными, удовлетворяющими требованиям военных.
Сравнение летно-тактических данных самолета Ту-2Д с испытанным в НИИ ВВС в 1942 году американским В-25С (широко использовался в дальней авиации) показывает явное преимущество советской машины. Но промышленность так и не смогла довести Ту-2Д до кондиции.
После войны попытки создания на базе Ту-2 дальнего бомбардировщика АНТ-65 не прекратились. В частности, выпустили АНТ-67 с дизелями АЧ-30БФ, но прекращение работы по этим моторам и последовавшее уничтожение практически новых самолетов Ер-2 с аналогичными двигателями вынудило прекратить доводку АНТ-65.