История конструкций самолетов в СССР до 1938 г.

Этот самолет конструкции А. Н. Туполева принадлежит к числу наиболее выдающихся не только для своего времени. Он был первым в мире четырехмоторным свободнонесушим монопланом-бомбардировщиком с двигателями, установленными в ряд по размаху в носке крыла. Его схема - развитие схемы ТБ-1 - стала господствующей для всех самолетов подобного типа и разного назначения. Для 1930-1932 гг. самолет ТБ-3 являлся большим шагом вперед и стоял на высоте технического совершенства. В этом заслуга А. Н. Туполева и коллектива АГОС, в этом наш приоритет. Создание этого классического самолета представляется тем более ценным, что вместе с ним была освоена конструкция и технология подобных машин и был налажен большой серийный выпуск их.

История создания ТБ-3 началась еще в 1925 г. переговорами Остехбюро с ЦАГИ о постройке тяжелого бомбардировщика мощностью в 2000 л. с. в сухопутном и поплавковом вариантах. Проектирование такого самолета началось под руководством А Н Туполева в мае 1926 г. Требования со стороны управления ВВС несколько раз уточнялись и приняли окончательный вид в декабре 1929 г.

Опытный экземпляр. Были выбраны четыре двигателя "Кертис Конкверор" по 600 л. с. с заменой их потом на М-17. Были произведены расчеты и продувки моделей. 21 Марта 1930 г. был утвержден макет. Постройка была закончена в короткие сроки, и 31 октября 1930 г самолет был уже собран на аэродроме. Первый полет М. М. Громова 22 декабря 1930 г. показал, что самолет удачен. Эта оценка осталась ча ним и впредь во всех его модификациях

Испытания самолет проходил на лыжах, специально сделанных. Турели были поставлены, но без пулеметов, бомбового вооружения не было. К 20 февраля 1931 г была вынесена оценка ВВС "Самолет АНТ-6 с мотором "Кертис" по своим летным данным вполне современный бомбардировщик на уровне лучших иностранных самолетов. Летно-эксплуатационные характеристики позволяют рекомендовать для серийной постройки с моторами М- 17".

Самолет был возвращен в АГОС для смены двигателей и устранения дефектов. Были внесены следующие изменения: установлены двигатели БМВ-VIz 500/730 л. с и соответственно увеличены радиаторы, подвешенные наклонно по типу Р-6, винты ЦАГИ - деревянные, диаметром 3,5 м; роговые компенсаторы элеронов упразднены (размах уменьшился на 1 м), в элеронах и рулях сделана щелевая компенсация; площадь горизонтального оперения увеличена; костыль переделан по образцу ТБ-1; самолет поставлен на колеса английской фирмы Пальмер - с пневматиками 2000 Х 450 мм. Однако колеса эти оказались слабыми и были заменены тандемными тележками с отечественными колесами 1350 Х 300 мм. Внедрение в серию производилось со второй половины 1931 г.


Головной экземпляр. ТБ-3 (АНТ-6)- 4 М-17 был выведен на аэродром 4 января 1932 г., летал летчик-испытатель Андрей Борисович Юмашев, ведущий инженер-летчик Иван Федорович Петров. Было признано, что самолет боеспособен и может быть принят как эталон для серийной постройки в 1932 г.

В этом самолете имелись выдвижные пулеметные вращающиеся башни (по типу Р-6) в центроплане, между вторым и третьим лонжеронами, ближе к крайним двигателям. Были установлены бомбодержатели балочного типа и радиооборудование. Колеса шасси - в тандемных тележках. Стрелковое вооружение - турель Тур-6 с одиночным или спаренным пулеметом ДА в носу фюзеляжа, башни с одним ДА, турели Тур-5 (перекатные) за крылом с одним или с двумя ДА Боезапас - всего 100 дисков по 63 патрона. Общая масса стрелкового вооружения - 439 кг. Бомбовое вооружение - держатели для 2000 кг различных бомб массой до 1000 кг (Дер-9, Дер-13, Дер-15 и Дер-16), бомбосбрасыватель Сбр 9 общей массой 437 кг Масса оборудования (тогда полностью включавшаяся в нагрузку) - 349 кг.

Испытания головного экземпляра производились на лыжах и на колесах с полным стрелковым и бомбардировочным вооружением в различных комбинациях. Центровка пустого самолета 30,2 % САХ, груженого - 30,8 % САХ. Летные качества на колесах и на лыжах оказались одинаковыми.

Запуск самолета ТБ-3 (АНТ-6) в серию проходил в условиях, когда успех его как типа не вызывал сомнений. Еще за полгода до первого полета завод им. 10-летия Октября начал знакомиться с чертежами. В ходе испытаний чертежи дорабатывались. В сентябре 1931 г. решено было заменить во всех узлах самолета импортную хромомолибденовую сталь ХМА отечественной сталью хромансиль ХНЗА, кроме полуосей шасси, которые еще оставались импортными.

После испытании головного самолета была начата серийная постройка на двух заводах. Первое обстоятельство, с которым пришлось столкнуться, - значительное перетяжеление серийных самолетов по сравнению с головным, достигавшее 10-12 % массы планера. Причины заключались в основном в большей толщине листов и труб из-за неизбежных плюсовых допусков, в добавлении предметов оборудования и вооружения с их креплениями, в добавлении узлов конструкции, связанных с нуждами эксплуатации (кронштейны, перегородки, сиденья, ступеньки и др.). Было выяснено, что многие электропроводы имеют сечение, значительно большее, чем требуется по силе тока, что грубы сварочные швы, неоправданно тяжелы тележки шасси. Опытные самолеты выходили на аэродром, будучи покрыты тонким слоем лака, а в серии их защитная окраска делалась пульверизатором очень грубо: слой лака и краски был толст. На опытных самолетах все делалось чище. В случаях замены стали ХМА мягкой сталью марки М соответственно увеличивалось сечение деталей. Был и ряд других причин.

Против этого были приняты несколько необычные меры. Независимо от работы конструкторов и расчетчиков ЦАГИ на заводах был объявлен сбор предложений по облегчению деталей самолета с уплатой по 100 рублей за килограмм массы, снятой в серии. Позднее были упразднены поворотные башни, выброшен ряд перегородок в фюзеляже, облегчены тележки шасси, баки, подвеска бомбового вооружения и многое другое.

В результате удалось снять более 800 кг массы пустого самолета, но все-таки расхождения в массе между отдельными самолетами доходили до десятков и даже сотен килограммов, не всегда облегчения проходили благополучно, иногда возникали вибрации и бывали мелкие поломки из-за ослабления конструкции. Однако цель была в основном достигнута и масса пустого самолета с М-17 установилась около 10 970 кг без съемного оборудования и вооружения. Полетная масса была установлена 17 200 кг, а с перегрузкой - до 19 300 кг.


ТБ-3-4М-17ф серийный. Эго был наиболее многочисленный тип самолета ТБ-3 (около половины общего количества). Конструкция этого самолета была типовой для всех последующих вариантов, которые отличались в основном силовой установкой, фюзеляжем, шасси и отделкой.

Фюзеляж в своих контурах был образован прямыми линиями поверху и понизу, в поперечном сечении был трапециевидным со слегка выпуклой палубой, над крылом борта были вертикальные. Конструктивно он делился на три части причем средняя часть (Ф-2) составляла одно неразъемное целое с центропланом между первым и последним его лонжеронами Конструкция повторяла в увеличенном виде фюзеляж ТБ-1. Шпангоуты были из А-профилей с раскосами из труб некоторые были снабжены переборками с дверями почти в рост человека, чем были образованы отдельные кабины летчиков, штурмана и радиста. Нос фюзеляжа под турелью - остеклен, кабина летчиков - открытая, что было в духе того времени. Фонарь поставили только в арктическом варианте. Закрытая передняя турель появилась значительно позже, а задние так и остались открытыми.

Крыло состояло из центроплана размахом около 7 м и двух консолей. Длина хорды у бортов фюзеляжа 8,0 м, перед законцовками - 2,95 м, относительные толщины профилей А0 (Туполева) - 20 % в центроплане и 10 % у законцовок. Профиль -двояковыпуклый, ординаты верхней стороны дужки составляли 60 % общей его толщины. Крыло - четырехлонжеронное с несколькими эксплуатационными разъемами. В центроплане отъемными были носки и хвостовые части, в консолях - хвостовые части и начальный участок носка. Таким образом, вся основная часть центроплана вместе с Ф-2, а также консоли крыла в разобранном виде имели ширину не более 4 м и могли перевозиться по железной дороге. Все лонжероны были форменные из труб с наибольшим сечением 100 Х 90 мм. Нервюры состояли из наружных А-профилей и трубчатых раскосов с кницами. В консолях было по девять нервюр на расстоянии 1,8 м. Гофрированная обшивка поддерживалась лонжеронами крыла и несколькими стрингерами в форме трехгранных легких балок из листов с отверстиями облегчения.

Гофрированная обшивка крыла и фюзеляжа имела толщину в основном 0,3 мм, в Ф-2 и Ф-3 (частично) и поверху в центроплане - 0,5 мм и в отдельных местах, куда часто становились ногами, - 0,8 мм. Высота волн гофра была 13 мм, шаг - 50 мм. По всем поверхностям можно было ходить в мягкой обуви, а в установленных местах и в сапогах. В центроплане часть отъемных носков была сделана в форме очень удобных откидных трапов для обслуживания двигателей

С 1934 г размах крыла был увеличен с 39,5 до 41,85 м путем удлинения концов. Это оказалось возможным в связи с повышением предела прочности дуралюмина новых марок. Площадь крыла возросла с 230 до 234,5 м2

Стабилизатор - с изменяемым в полете углом установки. Управление рулями и элеронами - почти целиком тросовое, причем для уменьшения усилий летчика при управлении элеронами были введены два полиспаста. Для отклонения руля направления в случае остановки двигателей одной стороны был устроен специальный натяжной механизм с резиновыми шнурами, с 1934 г. замененный установкой серворуля.

Шасси пирамидального типа с полуосью, подкосом и амортизационной стойкой с 12 резиновыми пластинами, с 1934 г. замененными масляно-воздушной амортизацией. Колес было две пары, установленных в тандем на сварной из труб тележке. Колеса были спицевые, обычно без обтекателей спиц. Потом задние колеса были сделаны тормозные. С 1935 г. тележки были заменены тормозными колесами с пневматиками размером 2000 х 450 мм.

Зимой самолет устанавливался на лыжи деревянной стандартной конструкции размерами 5540 Х 1460 мм. Хвостовая лыжа - размерами 1000 х 450 мм. Удельная нагрузка лыж была около 1100 кг/м2. Лыжи были снабжены оттяжками из десяти 16-мм резиновых шнуров спереди и четырех сзади.

Моторные рамы под двигатель М-17 были сварные из мягких труб и крепились на трех точках (две сверху) к узлам переднего лонжерона центроплана. К рамам были подвешены скошенные назад радиаторы, окруженные общим капотом с двигателями. На самолете имелось четыре бензобака по 1950 л. Каждый бензобак был разделен на три отсека. Арматура - типа AM. Бензобаки - клепаные из листового дуралюмина на прокладках из ватмана с шеллаком при помощи 4-мм дуралюминовых заклепок с бочкообразной головкой и 1,5-мм дуралюминовыми шайбами под обеими головками Этот тип баков держался около 15 лет, поскольку в них хорошо обеспечивалась герметичность швов.

На самолете ТБ-3-4М-17 техническая дальность полета путем ряда мероприятий по специальной регулировке карбюраторов и зажигания была доведена до 3120 км при перегрузочной массе 19,5 т.


ТБ-3 "задраенный".В 1933 г. на одном самолете ТБ-3-4М-17 были последовательно сняты бомбодержатели, башни, турели, заделаны все отверстия, на тележки поставлены обтекатели, убрано все, что выступало из обшивки. Скорость возросла только на 4,5 % и настолько же дальность этого "задраенного" самолета.

Вывод был ясен. Для больших и относительно тихоходных самолетов выигрыш от гладкой обшивки по сравнению с гофром был по скорости невелик, причем основное значение имела гладкая обшивка на носке и верхней части крыла до заднего лонжерона.

Самолеты ТБ-3-4М-17 состояли на вооружении с 1932 по 1939 г. В процессе постепенной их замены они передавались в Аэрофлот, где под маркой Г-2 (грузовой второй) применялись для грузовых перевозок ряд лет.


Самолет Г-2 с двигателями М-17ф и М-34РН. Это был серийный ТБ-3, снятый с вооружения и переданный для дальнейшего использования в ГВФ как транспортный и грузовой самолет.

С самолета было снято все вооружение, спецоборудование, заделаны крышками вырезы для турелей и носовое остекление, фюзеляж был соответственно переоборудован для перевозки грузов. Самолеты в этом варианте проходили типовые испытания, ремонтировались и эксплуатировались до полного износа, налетывая тысячи часов.

Так как на самолете Г-2 были запрещены какие-либо резкие эволюции, допускалось в некоторых случаях значительно превышать разрешенную полетную массу. Иногда вводились ограничения полетной массы по техническим или климатическим причинам. Для Г-2-4 М-34РН предельно допустимая полетная масса была установлена 22000 кг.


Самолет АНТ-6 опытный АНТ-6 опытный ТБ-3 эталон 1933 г. ТБ-3 головной завода № 39 ТБ-3 ТБ-3 Г-2
Год выпуска 1930 1931 1932 1932 1933 1934 1941
Количество двигателей 4 4 4 4 4 4 4
Двигатель, марка <Кертис-Конкверор> БМВ-VIz БМВ-VI М-17ф М-17ф М-17ф М-17ф
   мощность, л. с. 600 500 730 500 730 500 715 500 715 500 715 500 730
Длина самолета, м 24,2 24,2 24,2 24,4 24,4 24,4 24,2
Размах крыла, м 40,5 39,5 39,5 39,5 39,5 41,8 40,5
Площадь крыла, м2 231 230 230 230 230 234,5 230
Масса пустого, кг 9375 10080 10239 11 207 10967 11 200 11 179
Масса топлива + + масла, кг 2610 1600+ 160
Масса полной нагрузки, кг 6307 6307 6808 6 193 6233 6000 5821
Полетная масса, кг 16042 16387 17047 17400 17200 17200 17000
Удельная нагрузка на крыло, кг/м2 69,8 71,2 74 75,8 74,8 73,3 74
Удельная нагрузка на мощность, кг/лс 6,6 8,2 5,6 8,5 5,8 8,7 6,1 8,6 5,9 8,6 5,9 8,5 5,8
Весовая отдача, % 39,4 38,4 40 35,6 36,3 35 34
Скорость максимальная у земли, км/ч 226 213 198 197 197 187 198
Скорость максимальная на высоте 3000 м, км/ч 123 (Vmin) 166 177 177 196 168 (Vкр)
Скорость посадочная, км/ч 106 90 127 110 110
Время набора высоты 1 000 м, мин 5,1 6,2 9,4 9,2 9,2 5 24
Время набора высоты 2 000 м, мин 11,4 13,6 22,4 21,9 22 50
Время набора высоты 3 000 м, мин 19,9 22,8 46,5 41 43,4 29
Потолок практический, м 5100 4660 3400 3800 3800 4800 2200-
Радиус действия, км 1350 1350
Время виража,с 54 36 40
Разбег, с (м) 18 (200) 18 (220) 28 (300) 28 (300) 28 (300) (625)
Пробег, с (м) 13 (150) 14 (170) (330) (330)