Ярким, ослепительно ярким и оглушительно громким примером использования дерева в конструкции боевого самолета стал немецкий ракетный истребитель «Мессершмитт» «Ме-163». Эта чудо-машина благодаря использованию ракетного двигателя с тягой 1700 кгс обладала совершенно феноменальной скоростью (955 км/час) и скороподъемностью (80 м/сек). При этом крыло и вертикальное оперение (горизонтального не было вовсе) самого быстрого истребителя Второй мировой войны были цельнодеревянными…
И тем не менее в конце 40-х годов дерево навсегда ушло из конструкции боевых самолетов.
Но вовсе не потому, что дюралевые самолеты горели менее ярким пламенем. Можно назвать три основные причины этого явления. Первая — технологическая. Работать с деревом невероятно сложно. Стальной рельс можно изготовить литьем, прокаткой, ковкой. Дюралевый профиль такого сечения (по науке он называется «двутавр») получают прокаткой или прессованием. Достаточно один раз отладить технологию и изготовить соответствующую оснастку — и профиль можно «гнать» миллионами метров. А как сделать деревянный двутавр? Вырезать из бруса, отправив при этом 90 % дерева в стружку? Собрать из трех частей? Как и чем их соединить? Склейка занимает много времени и не слишком надежна; сборка на шурупах крайне трудоемка; шуруп является концентратором напряжений и приводит к растрескиванию дерева…
Невозможно даже сравнить сложность, длительность и трудоемкость выклейки многослойной фанерной скорлупы и формовку дюралевого листа (одно движение плунжера гидропресса). Склейка требует строжайшего соблюдения требований по температурному режиму, влажности и запыленности помещения, подготовке поверхностей; наконец, склейка и сушка требуют времени. Клеи (смолы), используемые при изготовлении фанеры, дороги, являются продуктом сложного химического производства, а в условиях войны и блокады они могут оказаться недоступными (именно эта беда и произошла в СССР с производством дельта-древесины).
Неустранимым недостатком дерева как конструкционного материала является нестабильность и непредсказуемость его физико-механических свойств. Прессованный профиль, изготовленный по одной технологии из алюминия одной плавки, будет иметь неизменную прочность. Для большей уверенности можно провести выборочный контроль нескольких образцов из большой партии. Ста одинаковых деревьев в природе не бывает, хуже того, не бывает даже двух одинаковых сосен, хотя бы они и росли на одной делянке. При работе с деревом надо учесть и возраст, и место произрастания, и влажность, и направленность волокон — причем по каждой отдельной заготовке…
Вторая причина отказа от дерева в самолетостроении — экономическая. Долговечность деревянного самолета в условиях российского климата исчисляется, строго говоря, одним сезонным переходом от зимы к лету. После этого его уже надо сушить, проверять, вымерять все возможные деформации крыла и оперения (не будем забывать о том, что, например, изменение установочного угла горизонтального оперения всего на 2–3 градуса приведет к полному изменению всех параметров устойчивости и управляемости). В ту эпоху, когда смена типов истребителей происходила каждые год-два, с этим еще как-то мирились. Но истребитель типа «Тандерболта» стоил уже 80 тысяч долларов (дорогих долларов 1944 года!), и выбрасывать каждый год столь и дорогостоящую технику не мог себе позволить никто.
Последнюю точку в истории деревянных самолетов поставил размер. Да, габариты тоже имеют значение. Где найти такую сосну, из которой можно было бы выпилить лонжерон крыла бомбардировщика «В-29» (размах крыла 43 метра)? Мертвый металл окончательно вытеснил живое дерево из конструкции самолётов, но старые мастера еще долго помнили то время, когда в заводском цеху благоухали запахи хвойного леса…
Глава 3 САМАЯ ГЛАВНАЯ АВИАЦИЯ
В предыдущей главе мы кратко и весьма упрощенно рассмотрели некоторые вопросы, возникающие при проектировании самолета. В этой главе мы, столь же кратко и бегло, рассмотрим несравненно более сложный вопрос: какими тактико-техническими характеристиками должен обладать самолет, на базе которого строится некая боевая система? Этот вопрос не только самый сложный, но и самый важный. История авиации переполнена примерами того, как ошибка в формулировании требований технического задания приводила к появлению великолепного самолета, который никому и ни за чем не нужен. А для того, чтобы правильно сформулировать требования к боевому самолету, необходимо максимально точно спрогнозировать характер боевых действий будущей войны, «увидеть» поле боя и понять, какие задачи на нем (над ним) может решить проектируемая система вооружений.
Обзор проблем и решений, которые возникли на рубеже 30-х — 40-х годов, мы начнем с рассмотрения задач самой главной составляющей Военно-воздушных сил. Это, конечно же, бомбардировочная и штурмовая (сейчас их объединяют под общим названием «ударная авиация»). Именно тяжелый, часто неуклюжий и неповоротливый бомбовоз выполняет основную задачу войны — уничтожает живую силу, боевую технику, центры управления и связи противника, разрушает его экономику и транспортную систему, подрывает моральный дух населения. Именно бомбардировщик делает то главное дело, для которого и созданы Военно-воздушные силы. И хотя истребителям досталась (по крайней мере — в СССР) большая часть славы, фильмов, песен и орденов, хотя именно к грациозному и стремительному истребителю по сей день прикован неослабевающий интерес любителей военной истории, истина заключается в том, что истребитель — это всего лишь только один из инструментов противодействия бомбардировщикам противника.
С самого начала (т. е. с конца Первой мировой войны) начался долгий и трудноразрешимый спор о том, что именно должно стать главным объектом, по которому наносятся бомбардировочные удары:
— промышленные предприятия и политические центры в глубоком тылу противника, или:
— районы сосредоточения, транспортные узлы и базы снабжения войск в оперативном тылу, или
— вражеские войска на поле боя.
Конечно, хорошо было иметь авиацию, которая способна одинаково успешно решать все эти задачи (да еще и десяток других задач), но такое производственное перенапряжение может разрушить собственную экономику безо всякого участия противника (примерно по такой схеме и рухнула советская экономика, не выдержавшая в конце концов тот темп гонки вооружений, который задала ей «неизменно миролюбивая» советская внешняя политика). Так что приходилось выбирать и концентрировать главные усилия на том, что признано главным.
Удивительно, но факт — совершенно гипертрофированные представления о возможности достижения стратегических целей войны усилиями одной только дальнебомбардировочной авиации возникли уже в то время, когда «тяжелый» бомбардировщик представлял собой нелепую многокрылую каракатицу, обладающую скоростью и грузоподъемностью легкого современного грузовичка типа «Газели». Еще до окончания Первой мировой войны американский генерал Спаатс (в будущем — один из создатетелей и руководителей ВВС США) представил военному кабинету доклад, в котором утверждалось, что в ближайшем будущем «действия с воздуха, влекущие за собой опустошение территории противника и разрушение промышленных и административных центров… могут стать основными, а действия армии и флота — вспомогательными и подчиненными». В те же времена (в 1920 году) итальянский военный теоретик Дуэ написал известную фразу о том, что в современную эпоху сухопутная армия превращается во «вспомогательное средство, используемое для транспортных целей и оккупации территории».
Пока на Западе велись дискуссии и строились фантастические планы, в Советском Союзе был построен, испытан и запущен в серийное производство четырехмоторный «ТБ-3». При полете на предельную дальность в 2500 км бомбовая нагрузка этого самолета составляла 2 тонны.
В 1931 году КБ Туполева получило задание на проектирование еще более тяжелого шестимоторного бомбардировщика «ТБ-4». При взлетном весе 33 тонны он должен был пролететь 2000 км с грузом в 4 тонны.
Отдадим должное советскому военному руководству — от использования «летающей баржи» с максимальной скоростью 200 км/час и потолком 3 км в качестве стратегического бомбардировщика оно своевременно отказалось, и «ТБ-4» в серию не пошел. В техническом задании 1934 года (в соответствии с которым и был спроектирован легендарный «ТБ-7») акценты были решительно смещены: бомбовая нагрузка при максимальной дальности 3000 км была снижена до 2 тонн, зато требовалось достижение максимальной скорости в 400 км/час и потолка 12 км. За этими изменениями технического задания стояло пришедшее наконец понимание того важнейшего факта, что самолет, способный переместить «из пункта А в пункт Б» несколько тони груза, — это еще совсем не «дальний стратегический бомбардировщик». Даже если расстояние от пункта А до пункта Б и исчисляется тысячами километров.
Прежде всего отметим, что в условиях противодействия противника долететь до «пункта Б», да еще и вернуться назад, возможно только при наличии мощной системы активной и пассивной защиты. На этом вопросе стоит остановиться подробнее. У бомбардировщика два врага: зенитки и истребители противника. Способов противодействия — гораздо больше.
Активная оборона состоит в том, что экипаж бомбардировщика ведет огонь по атакующим истребителям противника, бомбит (а при полете на малых высотах и обстреливает из пулемётно-пушечного вооружения) позиции зенитной артиллерии. Возможности активной обороны многократно возрастают, если в дело включается фактор взаимодействия. Уже простое массирование численности бомбардировщиков и построение плотных боевых порядков позволяет встречать вражеские истребители сосредоточенным огнем из сотен стволов. Еще более эффективной становится активная оборона (правда, в этом случае само слово «оборона» становится несколько неуместным), если тяжелые бомбардировщики взаимодействуют с истребителями и скоростными тактическими бомбардировщиками. В таком случае авианалет превращается в сложную, многозвенную операцию, в ходе которой одна группа истребителей «расчищает воздух» над объектом бомбового удара, вторая — блокирует аэродромы, на которых базируются истребители противника, и не дает им подняться в воздух, тактические бомбардировщики с бреющего полета наносят стремительный удар по позициям зенитной артиллерии противника, и вот только после всего этого в небе над объектом появляется армада тяжелых бомбардировщиков, сопровождаемая еще одной группой истребителей.
Внимательный читатель должен был уже заметить подмену: определение «дальний» мы исподволь заменили на «тяжелый» бомбардировщик. Что, разумеется, совсем не одно и то же.
Просто такая организация взаимодействия, которая описана выше, была возможна только при нанесении ударов по ближним оперативным тылам противника. Практически именно так союзники и бомбили объекты в Северной Франции уже с середины 1941 года. Значительно сложнее, а то и вовсе невозможно, было прикрыть истребителями дальние бомбардировщики при многочасовых рейдах в глубину вражеской территории. Мешало все то же «уравнение существования».
Физика не знает таких слов, как «истребитель» или «бомбардировщик». Самолет с большой дальностью полета должен иметь относительный вес топлива порядка 30–35%. С учетом значительно более высоких (в сравнении с маломаневренным бомбардировщиком) требований к прочности планера и мощности мотора относительный вес конструкции истребителя будет никак не ниже 60–70%. Что же остается на летчика и вооружение? В лучшем случае — 5% от взлетного веса. А для того, чтобы в эти 5% «вместились» вооружение, боекомплект и приборное оборудование, взлетный вес дальнего истребителя сопровождения должен быть не менее 5–6 тонн. Для того же, чтобы 5-тонный самолет мог вести воздушный бой с легкими вражескими истребителями, ему потребуется энерговооруженность характерная именно для истребителя, а не для «летающей баржи», т. е. 350–450 л.с. на тонну веса. В абсолютных величинах это означает потребность в двигателе единичной мощностью порядка 2 тыс. л.с.
В результате такого простейшего расчета мы пришли к довольно точному описанию одного из самых известных истребителей сопровождения — американского «Мустанга» P-51 D: вес пустого 3232 кг, взлетный (без подвесных баков) — 4581 кг, вес топлива — 800 кг, мощность двигателя — 1700 л. с. В такой конфигурации самолет обладал приемлемой для истребителя энерговооруженностью (371 л.с. на тонну веса), но, увы, недостаточной для сопровождения дальних бомбардировщиков дальностью — всего 1528 км. С двумя подвесными баками по 416 л каждый дальность возрастала до 3700 км, относительный вес топлива становился вполне «правильным», т. е. возрастал до 28% от взлетного веса, но при этом энерговооруженность снижалась до уровня 323 л. с. на тонну. В полноценный истребитель «Мустанг» превращался только после выработки топлива и сброса подвесных баков.
«Мустанг» серии D — это 1944 год. В 30-е годы ничего подобного не было и быть не могло, так как единичная мощность лучших авиационных моторов не превышала тогда 800–1000 л.с. Две ведущие авиационные державы Европы — Англия и Франция — даже не предпринимали серьезных попыток создать истребитель сопровождения большой дальности. Не лучше обстояли дела и в авиации Италии и Японии. Немецкий двухмоторный «стратегический истребитель» «Me-110C» оказался слишком тяжелым (взлетный вес 6740 кг) для двух двигателей мощностью по 1100 л.с. каждый; низкая энерговооруженность усугублялась неизбежным недостатком двухмоторной схемы — низкой угловой скоростью крена из-за большого разноса масс от продольной оси (два двигателя по 700 кг каждый на крыльях). Самый же главный недостаток заключался в том, что дальность полета (909 км при запасе топлива во внутренних баках 1268 л) совершенно не соответствовала поставленной задаче. Был, правда, разработан вариант «Ме-110D» с дополнительным несъемным баком и общим запасом топлива более 4000 л, но летные данные этого монстра оказались настолько низкими, что от такого «истребителя» люфтваффе отказалось.
В Советском Союзе предпринимались значительные усилия для создания дальнего истребителя сопровождения. Отсутствие двигателя большой единичной мощности заставляло пойти по «немецкому следу», т.е, проектировать двухмоторный истребитель. Перед самой войной начались летные испытания двух самолетов. Истребитель Грушина «Гр-1» с двумя двигателями жидкостного охлаждения АМ-37 (1400 л.с.) при взлетном весе 7650 кг имел дальность полета 1890 км. Истребитель Таирова с двумя двигателями воздушного охлаждения М-89 (1350 л.с.) при взлетном весе 6626 кг имел дальность более 2000 км. Однако начавшаяся война, гибель Таирова в авиакатастрофе, ненадежность экспериментальных моторов (ни АМ-37, ни М-89 так никогда и не были запущены в серийное производство) не позволили довести работу над этими самолетами до завершения.
Теперь мы можем вернуться к обсуждению проблем дальнебомбардировочной авиации. Как мы уже выяснили, реального истребителя сопровождения ни у Германии, ни у ее противников и союзников в Европе не было. Дальний бомбардировщик, залетевший в глубокий тыл противника, должен был рассчитывать только на себя, т.е. на мощь своего оборонительного вооружения и на средства пассивной защиты.
Многогранное понятие «пассивная защита» включает в себя множество различных аспектов. Прежде всего — тактика применения, т.е. способность «не попасться на глаза» противнику, что достигалось большой высотой полета, организацией налетов ночью, в облаках, в тумане. Практика боевого применения показала, что потери в ночных рейдах были очень низкими (до 1–2% от числа самолето-вылетов). Правда, и точность ночного бомбометания выражалась в похожих цифрах. Другими словами, ночные бомбардировки позволяли лишь неприцельно высыпать бомбовый груз на огромную площадную цель (крупный город). Здесь мы еще раз сталкивается с удивительной взаимосвязанностью всех составляющих авиационной системы вооружений. Радиолокационный бомбардировочный прицел, появившейся в конце Второй мировой войны, стал — как это ни парадоксально звучит — самым надежным средством пассивной защиты бомбардировщика, т.к. позволил бомбить ночью, из-за облаков, но при этом с достаточно высокой точностью.
В конце 30-х годов ничего подобного «в металле» не было, и для эффективной прицельной бомбардировки приходилось летать днем, ниже облачности, а то и вовсе на бреющем полете.
Потребовалось внести серьезные изменения в конструкцию самолета, позволяющие ему выдержать многочисленные попадания осколков зенитных снарядов и при этом не загореться, не взорваться, не рассыпаться в воздухе, а дотянуть до своего аэродрома. Назовем лишь наиболее значимые технические решения:
— использование многомоторной схемы, позволяющей продолжать полет при выходе из строя одного или даже двух двигателей;
— отказ от использования двигателей жидкостного охлаждения (которые выходят из строя после первой же пробоины в радиаторе или трубопроводах);
— использование «самозатягивающихся» протектированных бензобаков (внутренняя поверхность баков выстилается многослойным «пакетом» из резины различных сортов, при этом внутренние слои обладают способностью расширяться при контакте с бензином и таким образом закрывать, «затягивать» пробоины от пуль и осколков);
— наддув свободного объема в бензобаках и вокруг них инертным (т. е препятствующим горению) газом (обычно использовался азот или охлажденные выхлопные газы двигателя);
— бронирование наиболее ответственных агрегатов;
— дублирование наиболее ответственных систем (проводка управления рулями, гидравлика, системы электроснабжения);