История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.

Все они обозначались маркой Ер и были по существу модификациями одного самолета Ер-2 - дальнего ночного бомбардировщика, представлявшего собой прямое развитие самолета Сталь-7 Р.Л. Бартини.

Задание на бомбардировщик возникло при следующих обстоятельствах (Сообщили: Александр Дмитриевич Казанли - ведущий инженер по летным испытаниям самолетов Ер, В.Г. Ермолаев, З.Б. Ценципер и др. Использованы также личные воспоминания автора.).

Р.Л. Бартини с января 1938 г перестал принимать участие в постройке и испытаниях самолета Сталь-7, который доводился и испытывался уже без него. Ведущим инженером был Захар Борисович Ценципер, работал над этим самолетом и небольшой коллектив конструкторов - инженеры Н.В. Синслыциков, Т.К. Сверчевский, М.В. Орлов (по расчетам прочности), В.В. Смирнов (по аэродинамике), В.Г. Ермолаев и др. Большую заботу о самолете проявил заместитель начальника Аэрофлота М.Ф. Картушев.

После ряда испытательных полетов Сталь-7, проведенных летчиками Н.П. Шебановым, В.А. Матвеевым с участием инженера-радиста Н.И. Байкузова, были совершены беспосадочные полеты 28 августа 1938 г по маршруту Москва-Симферополь-Москва протяженностью 2360 км за 8 часов и 6 октября 1938 г по маршруту Москва-Батуми-Одесса-Москва протяженностью 3800 км за 11 часов со средней скоростью 350 км/ч.

В январе 1939 г З.Б. Ценципер, летчики Н.П. Шебанов, В.А. Матвеев были приглашены на специальное заседание, на котором они доложили о самолете Сталь-7, там же был поставлен вопрос о дальнем бомбардировщике на его основе. Ценципер сообщил, что вариант дальнего бомбардировщика предусмотрен и учтен в конструкции Сталь-7 и что в апреле, т.е. через 2-3 месяца, может быть представлен его эскизный проект.

Тогда же было получено разрешение на установление международного рекорда по скорости полета на дальность 5000 км на самолете Сталь-7.

Затем последовало решение об организации в системе Аэрофлота ОКБ. В него вошли работники группы Д.С. Максимова и СНИИ ГВФ. М.Ф. Картушев утвердил В.Г. Ермолаева руководителем ОКБ, а М.В. Орлова его заместителем.

Новое ОКБ энергично взялось за работу, которая облегчалась тем, что надо было лишь переделать существующий самолет, его смешанную конструкцию в цельнометаллическую. Сохранялись его схема, формы, размеры и другие параметры, уже проверенные. Р.Л. Бартини консультировал эту работу.

В.Г. Ермолаев и коллектив ОКБ успешно справились с этой большой работой, и в мае 1940 г был выпущен опытный бомбардировщик, названный ДБ-240, прошедший без осложнений к октябрю заводские и государственные испытания и в октябре 1940 г запущенный в серию на заводе, где директором был А.Б. Шенкман. ОКБ Ермолаева было передано в НКАП.

На опытном самолете был выполнен в начале 1941 г перелет Москва-Омск-Москва без посадки в Омске со сбросом там 1000 кг условных бомб. Были и еще испытательные перелеты. К началу войны было сделано уже несколько десятков самолетов и из них сформированы два полка с летчиками ГВФ, с базой в Смоленске. Отзывы о самолете были очень хорошие. На протяжении своей истории самолет менялся и имел ряд модификаций.


ДБ-240. Первый прототип бомбардировщика. Схема его отличалась от схемы Сталь-7 новой носовой остекленной кабиной штурмана, одноместной кабиной летчика, смещенной к левому борту, задними стрелковыми установками, разнесенным хвостовым оперением и бомбовым отсеком в фюзеляже. Шасси, силовая группа и ряд других элементов были оставлены без изменений, в том числе лонжероны центроплана. Самолет стал четырехместным.

Взамен смешанной конструкции Сталь-7 была принята совершенно новая, основанная на применении плазово-шаблонного метода производства самолетов и всей связанной с ним технологии. Консоли крыла ДБ-240 стали цельнометаллическими из Д16, профили всюду прессованные открытые - тавры в полках лонжеронов и углобульбовые - все остальные. Стенки лонжеронов - листы, подкрепленные многочисленными стойками - углобульбовыми профилями с подсечкой их концов при переходе на тавры полок. Нервюры листовые с круглыми отбортованными отверстиями облегчения. Элероны и закрылки щелевые. Площадь крыла - 72,1 кв.м, размах - 23,0 м.

Фюзеляж длиной 16,34 м - полумонокок стрингерного типа с компоновкой бомбардировщика и большим бомбовым отсеком между лонжеронами центроплана. Благодаря большому сужению крыла (4,8) при удлинении 7,3, а потому и большой корневой хорде расстояние между лонжеронами на оси самолета достигало 2,5 м. Лонжероны центроплана оставлены прежними, сварными из труб стали 30ХН3А, так как они были выполнены рационально и вместе с раскосами центроплана образовывали общую пространственную ферму, к которой очень удобно приваривались узлы крепления подмоторных рам, шасси и пр. Переделка всей этой конструкции с заменой труб на профили не оправдывалась, и она сохранилась в серии.

Все шпангоуты фюзеляжа рамные, без раскосов; два центральных - коробчатые. Толщина обшивки фюзеляжа 1,0-0,8 мм при легких стрингерах.

Вся конструкция была рациональной и чисто выполненной, несмотря на некоторую новизну этой работы для ремонтного завода.

Двигатели предполагались М-106, но они запоздали и пришлось поставить менее мощные М-105 в 1050 лс. Стрелковое вооружение (по соображениям того времени) было сравнительно слабым: два пулемета ШКАС и один БТ. На внутренней подвеске могло быть размещено 1000 кг различных бомб. Полетная масса - 11 300 кг. Летные качества ДБ-240 были признаны отличными. Скорость - 395 км/ч у земли и 445 км/ч на высоте 4200 м, потолок - 7700 м, дальность - 4100 км. Замечаний заказчика было мало, внедрение в серию не вызвало осложнений и прошло быстро. Уточнение тактико-технических требований ВВС было сделано на дублере самолета - образце для серии, показавшем те же качества и названном Ер-2.


Ер-2 серийный. Самолет применялся с первых дней войны, в частности в налетах на Берлин. Бомбы брались в 100 и 250 кг, а при малой дальности и на наружной подвеске - более крупные. В боях под Воронежем Ер-2 были применены как ближние бомбардировщики, были сформированы два полка (Новодранова и Гусева) по 40-60 самолетов.

Однако самолет Ер-2 с двигателем М-105 мог иметь успех лишь до 1942 г, когда потребовалось значительное увеличение дальности полета (из-за сдвига фронтов на восток), увеличение бомбовой нагрузки и усиление стрелкового вооружения. Эти требования касались и других классов боевых самолетов, процесс был всеобщим. Удовлетворение этих требований вызвало возрастание полетной массы, недостаточной становилась мощность.

Уже в конце 1940 г были спроектированы и в 1941-1942 гг испытаны варианты Ер-2 с двигателями АМ-35 и АМ-37, более мощными, но и более тяжелыми, смещавшими центровку самолета и вынуждавшими изменить площадь и стреловидность крыла по передней кромке и развернуть оси двигателей на 3-5° в стороны из-за большого диаметра винтов. С двигателем АМ-37 было выпущено пять самолетов, а с АМ-35 всего один, который испытывался и оказался неудачным - скорость возросла мало, а дальность уменьшилась,

Еще перед войной велись (но не завершились) работы по установке на ДБ-240 опытных двигателей М-120 (мощность около 1500 лс) - 18-цилиндровых трехрядных, составленных из трех блоков от М-103 (один блок вверх и два вниз, что было неудобно для капотирования этих двигателей). Позже, в конце 1942 г, была сделана попытка на двух Ер-2 установить опытные 24-цилиндровые двигатели МБ-100 (конструкции Алексея Михайловича Добротворского). Они имели Х-образную схему, составленную из двух М-103, положенных горизонтально, от коленчатых валов которых приводился общий редуктор вала соосных винтов. Мощность - 2400 лс номинальная и 3200 лс взлетная (она была достигнута в 1945 г). Однако громоздкость МБ-100 (его ширина 1,95 м) не позволяла установить его на Ер-2, и к тому же были трудности с охлаждением. Было десять полетов Ер-2 с этими двигателями, не давших положительных результатов. Оба эти двигателя не пошли в серийное производство и варианты отпали. К тому же они никак не вязались со всей компоновкой самолета по форме и массе. Дальность и бомбовая нагрузка только снижались.

Необходимость увеличить дальность полета заставила обратиться к дизельным двигателям как более экономичным. У нас был разработан до войны ряд их типов. В 1931-1933 гг в спецлаборатории ЦИАМ, руководимой Алексеем Дмитриевичем Чаромским, был создан первый отечественный авиадизель АН-1 (авиационный нефтяной) в 850-900 лс. В 1939-1942 гг он был развит в более мощные дизели АЧ-30, АЧ-30Б и АЧ-30БФ.

В 1941-1942 гг на опытном экземпляре Ер-2 (#4) были установлены двигатели М-40 и М-30 В.М. Яковлева и А.Д. Чаромского, причем из-за большого диаметра винтов оси двигателей были развернуты на 5° в стороны. Были выполнены перелеты Москва-Омск-Москва без посадки со сбросом 1000 кг условных бомб. Оба варианта дали преимущества, но мешала недоведенность этих двигателей. Более удачной была постановка на Ер-2 дизелей АЧ-30Б мощностью в 1250 лс номинальной на высоте 6000 м и 1500 лс взлетной. Винты - АБ-5ЛВ-116, потом ВИШ-24. Опытный самолет прошел госиспытания в декабре 1943 г.

В октябре 1941 г ОКБ Ермолаева было эвакуировано. В эвакуации с самолетами Ер-2 почти ничего не делалось, кроме опытов с тремя экземплярами. В марте-апреле 1942 г ОКБ вернулось на старое место, где продолжалась работа по модернизации и модификации самолета Ер-2, Часть ОКБ была направлена в Сибирь, где с конца 1943 г был возобновлен и продолжен серийный выпуск Ер-2 с АЧ-30Б. Головной экземпляр вышел в феврале 1944 г. Выпуск самолетов лимитировался количеством двигателей АЧ-30Б, поступавших с заводов. Напоследок были АЧ-30БФ (с непосредственным впрыском спирта), но в единичных экземплярах.


Ер-2 АЧ-30Б. Имел следующие отличия: самолет пятиместный, кабина на двух летчиков (рядом), вооружение усилено, площади крыла и оперения увеличены. Полетная масса нормальная стала 14 850 кг, перегрузочная - 18 580 кг, в связи с чем пришлось усилить шасси и сменить колеса на более крупные (1200*600 мм). Вооружение: один УБТ, один УБК и одна пушка ШВАК (на ТУМ-5). Дальность полета достигла 5000 км на высоте 4000 м при скорости 0,8 Vmax. Бомбовая нагрузка от 1 до 5 т, обычно до 3 т (четыре ФАБ-500 или три ФАБ-1000 на наружной подвеске). Были опыты с воздушными торпедами: подвешивались три торпеды по 980 кг. Летные качества были ниже, чем первоначально с М-105, но вооружение, бомбовая нагрузка и дальность улучшились. Скорость у земли - 360 км/ч, на высоте 6000 м - 420 км/ч, время набора высоты 5000 м - 30 мин, взлетная дистанция - 1860 м.

* * * * *

Самолет широко применялся в АДД (Авиации дальнего действия).

Испытания всех самолетов Ер проводил Анатолий Дмитриевич Алексеев, известный полярный летчик, Герой Советского Союза. В НКАП были одновременно представлены два отчета о заводских испытаниях Ер-2 и Ил-6, причем по Ер-2 данные были фактические, а по Ил-6 - только расчетные. Ил-6 не был принят.

В эксплуатации Ер-2 приходилось постоянно преодолевать дефекты дизелей, в которых выходили из строя ТК, ТН-12 (топливный насос), генератор ГС-1000, регулятор РТН-2, но бывали и поломки коленчатого вала, прогорали поршни и т.п. Вообще дизели никогда не были так отлажены, как бензиновые двигатели. Но эти дефекты в общем не ограничивали применения Ер-2. Были попытки постановки на Ер-2 дизелей АЧ-31 и АЧ-32, не получившие развития. АЧ-30Б ставился также на самолеты Ил-6 и Пе-8, но на немногие экземпляры.

Интересно привести некоторые сведения по Ер-2 из Инструкции летчику:.

Полетная масса - 14 850 кг. Щитки во взлетном положении опускаются на 15°, в посадочном - на 45°. Скорость отрыва 175 км/ч, выдерживания - 200 км/ч, разворота - 235 км/ч, минимальная безопасная - 230 км/ч, подвода к земле - 210-230 км/ч (без щитков), она же и экономическая (наибольшей продолжительности полета). Скорость планирования - не более 450 км/ч. Скорость максимальная (по приборам) ни на какой высоте не превосходила 446 км/ч, что было меньше, чем с М-105, но это при массе 14 850 кг вместо 11 300 кг. Скорость пикирования (сверхмаксимальная) - около 530 км/ч. Расход топлива - 95-240 л/ч на двигатель.

На одном работающем двигателе с затяжеленным винтом другого самолет мог продолжать горизонтальный полет лишь при массе 12 500 кг у земли с убранным шасси. При большей массе - полет только со снижением до 3,5 м/с.

В ходе серийного выпуска Ер-2 было несколько модификаций по крылу. Немного менялись размеры, угол стреловидности за счет узлов разъема и угол поперечного V, но все это только при двигателях, не нашедших применения, и на серийных самолетах не отражалось.


Ер-2 АЧ-30БФ. Развитие Ер-2 под более мощные двигатели. При той же геометрии отличался туннельными радиаторами в крыле с регулирующими кожухами на выходе воздуха (на верхней поверхности крыла) - по два на каждый двигатель. Хвостовое оперение увеличенное. Самолет был выпущен в начале 1945 г, но в серии не строился.


Ер-2 носитель
В 1944 г на самолете Ер-2 были проведены испытания самолетов-снарядов 10Х конструкции Владимира Николаевича Челомея с пульсирующими двигателями (ПуВРД) (Шахурин А.И. Крылья победы, М., Политиздат, 1983. с.196-197). Было пять полетов, показавших, что мощность носителя недостаточна, а сопротивление велико. Пришлось применить в качестве носителя самолет Пе-8, более пригодный для этой цели.

* * * * *
В.Г. Ермолаев умер 31 декабря 1944 г. В марте 1945 г его ОКБ было передано П.О. Сухому. После окончания войны производство самолетов Ер-2 в течение двух лет прекратилось. Были проекты малой и большой модификаций. В 1947 г на них еще проводились опыты с флюгерными винтами.


Самолет ДБ-240 (Ер-2) Ер-2 Ер-2 Ер-2 Ер-2
Год выпуска 1940 1941 1941 1941 1943
Назначение самолета Б Б Б Б Б
Число мест 4 4 4 4 5
Количество двигателей 2 2 2 2 2
Двигатель, марка М- 105 М- 105 АМ-37 М-40Ф АЧ-30Б
Мощность, л. с. 1100 1050 1100 1050 1400 1400 1250 1500 1250 1500
Длина самолета, м 16,3 16,4 16,3 16,3 16,4
Размах крыла, м 23 23,0 23 22,3 23
Площадь крыла, м2 72,1 72,1 73,1 75,3 79
Масса пустого, кг 7076 7500 10000 10455
Масса топлива + масла, кг 2726 4650 2726 4600 2730 4650 4780 + 390 5450
Масса полной нагрузки, кг 4224 6480 5070 6650 3500 5500 3395 8125
Полетная масса, кг 11300 13556 12570 14150 13000 15850 13500 15500 14850 18580
Удельная нагрузка на крыло, кг/м2 157 - 188 174 - 197 177 - 216 179 - 206 187 - 234
Удельная нагрузка на мощность, кг/л. с. 5,4 - 6,45 6,0 - 6,74 4,63 6,62 5,40 - 6,2 5,93 7,55
Массовая отдача, % 37,5 47,8 40,3 - 47 26,9 35,5 22,9 43,8
Скорость у земли, км/ч 395 387 407 360
Скорость на высоте, км/ч (км) 445 (4,2) 437(4) 505(6) 440(6,0) 420 (6,0)
Посадочная скорость, км/ч 129 140
Время набора высоты 3000 м, мин 9;0 10,2 18,6
Время набора высоты 5000 м, мин 16,5 16,5 17,3 30,4
Потолок практический, м 7700 7500 9150 6850 7200
Дальность полета, км 4100 4000 2930 3500 5300 5000
Разбег, м (с) 580 760 780 810