Самолет-заправщик ТБ-3Р.

Самолет-заправщик ТБ-3Р.

Разработчик: А.К.Запанованный
Страна: СССР
Первая заправка в полете: 22 июня 1936 г.

Первый опыт заправки в воздухе состоялся 17 июня 1923 года в Америке. С двухместного биплана ВВС США DH.4 выпустили топливный шланг, свободный конец которого подхватили из кабины другого DH.4, летящего на десяток метров ниже, и залили порцию горючего в бензобак своей машины. Топливо поступало самотёком, за счёт разницы в высоте полёта аэропланов. Во Франции дозаправку в полёте впервые продемонстрировали летом 1928 года во время авиасалона в Ле Бурже, в Англии — в 1931 году, перекачивая топливо с одного бомбардировщика Виккерс «Вирджиния» на другой.

Первый опыт дозаправки самолета в воздухе. США, 1923 г.

Примерно в это же время начались эксперименты дозаправки в нашей стране. Историк авиации В.Р.Котельников пишет:

«В ноябре 1929 г. НИИ ВВС поручили проработать конструкцию устройств для дозаправки применительно к самолёту Р-1. Этот деревянный биплан, советская модификация английского разведчика и лёгкого бомбардировщика Де Хевилленд DH.9a, тогда являлся самой массовой машиной в нашей авиации. К работе приступили во второй половине декабря. Группой конструкторов руководил военный инженер А.К.Запанованный. …Эскизный проект был готов 5 апреля 1930 г. Его одобрили, и с 4 июня в мастерских начали делать необходимые детали, узлы и агрегаты. На самолёте-заправщике («бензиновозе» или «бензиноносце») пулеметная турель превращалась в барабан, на который наматывался 30-метровый шланг. Вращая турель, можно было его выпускать или втягивать через окно для бомбового прицела «Герц». Шланг, обтянутый материей, заканчивался наконечником с автоматическим перекрывным клапаном и свинцовой гирей весом 3,5 кг. Внутри шланга шел телефонный провод для выравнивания потенциалов между самолётами: в противном случае мог произойти разряд статического электричества, опасный пожаром. С обоих концов провода имелись штепсели для подсоединения к розеткам на борту. Слив намеревались осуществлять самотёком.

На Р-1, в который собирались переливать горючее, кроме розетки монтировалась приёмная горловина. Поскольку всё рассматривалось только как эксперимент, на обоих самолётах использовались баки ёмкостью по 32 л, не подсоединённые к топливной системе. К 31 июля 1930 г. оборудование изготовили, но никак не могли получить самолёты для переделки. Лишь в августе стало возможно начать полёты. Сначала просто попробовали ловить верёвку с грузом. Самолёты пристраивались друг над другом, уравнивали скорости и техник, сидевший в кабине летнаба на нижней машине, ловил «грузовую грушу». Это оказалось делом нелёгким и небезопасным. Можно было самому получить по голове или по рукам, можно было ранить пилота в передней кабине или повредить довольно хрупкую конструкцию из реечек и полотна. Наконец, веревка могла намотаться на винт!

Но этот этап благополучно прошли. 29 августа впервые полетели с настоящим шлангом. Машины находились на расстоянии примерно 12 м друг от друга. Техник успешно поймал груз и засунул наконечник шланга в горловину. Вниз потекла вода из бака верхнего самолёта. При разъединении шланга клапан перекрыл дальнейшую подачу. Потом по такой же схеме стали переливать бензин. В одном из полётов кто-то из пилотов зазевался, и гиря пробила полотно на верхней плоскости. В другом случае шланг попал в плоскость винта, и пропеллер отхватил три метра трубки вместе с клапаном. Всего к 1 декабря экспериментаторы совершили 26 полётов.»

Эти эксперименты были не больше, чем повторением американских опытов 1923 года. Теперь на повестке дня стояла более серьёзная задача — отработать воздушную дозаправку бомбардировщиков ТБ-1. В случае успеха бомбардировщики с неполными баками могли взлетать с увеличенным запасом бомб, а затем, в полёте, пополнять запас горючего. Работы начались в 1931 году в конструкторском отделе П.И.Гроховского при НИИ ВВС под руководством А.К.Запанованного.

Тяжелый бомбардировщик ТБ-1.

В качестве заправщика был выбран одномоторный самолет-разведчик Р-5. Под самолётом установили съёмный топливный бак из листовой стали ёмкостью 550 литров, соединённый с основным фюзеляжным баком. За кабиной лётчика-наблюдателя разместили лебёдку с барабаном, на которую наматывался резиновый шланг длиной 34,5 м и внутренним диаметром 25 мм. Один конец шланга крепился к управляемому с места пилота вентилю на подфюзеляжном баке, на другом конце находился клапан, открывавшийся при вводе металлического наконечника шланга в заправочную горловину бомбардировщика и зарывавшийся, когда шланг извлекали наружу. К шлангу присоединили груз, чтобы он меньше болтался на ветру. Были предусмотрены также страховочные тросы для предохранения от потери шланга и провод с вилками для уравновешивания электрических потенциалов самолётов. Общий вес топливного оборудования составил 120 кг.

Самолет-разведчик Р-5.

Заправщик Р-5 с дополнительным 550-литровым баком под фюзеляжем (схема А.Юргенсона).

Проект заправки самолета ТБ-1 с бензиновоза Р-5, 1932 г.

На ТБ-1 перед кабиной носового стрелка сконструировали приемную горловину, от которой изогнутые трубопроводы вели к бензобакам в левом и правом крыле. Эту достаточно сложную перекомпоновку поручили авиазаводу № 39. Завершающие работы выполнялись в Особом техническом бюро ВВС, созданном на основе конструкторского отдела Гроховского. Наземные испытания выявили течь баков и топливных магистралей, работы затянулись, и к лётным экспериментам приступили только в 1933 году.

Летом 1933 года в НИИ ВВС прошли государственные испытания. Сначала экипаж бомбардировщика тренировался ловить спускаемую с заправщика верёвку с грузом на конце, затем — шланг, потом учились выполнять дозаправку. ТБ-1 приближался к Р-5 на скорости 130-140 км/ч так, чтобы висящий в воздухе шланг располагался по оси самолёта на 1,5-2,0 метра выше пропеллеров. Затем пилот бомбардировщика набирал высоту, чтобы из открытой кабины переднего летнаба можно было схватить шланг. Одному человеку осуществить дозаправку было сложно, поэтому в переднюю кабину перебирался ещё один член экипажа. Он помогал удерживать шланг, пока летнаб заводил его в заправочную горловину, предварительно вставив вилку электропровода для уравнивания потенциалов. Получив сигнал, что заправка закончена и убедившись, что шланг освобождён, второй член экипажа Р-5 начинал наматывать шланг на барабан.

Клапан на конце шланга, предназначенный для прекращения подачи бензина после извлечения из горловины, работал ненадёжно и пару раз забрызгивал заправщиков и нос бомбардировщика топливом. Но в целом результатами экспериментов военные остались довольны:

«Испытания выявили:
а) сравнительную лёгкость переливки горючего в воздухе из самолёта Р-5 в самолёт ТБ-1 при натренированности лётного состава…
б) для переливки не имеет значения:
1. Направление ветра…
2. Высота полёта, лишь бы слои атмосферы, в которых идут самолёты, не были сильно возмущены (отсутствие болтанки, затрудняющей выдерживание самолёта в равномерном прямолинейном полёте).
в) переливку можно производить даже при небольшом дожде;
г) во время переливки, не отрываясь один от другого, самолёты могут совершать повороты на 5-10 градусов с небольшим креном.»

Но век ТБ-1 оказался недолог. Всего два года — и в производстве его сменил четырехмоторный гигант ТБ-3, который стал строиться в гораздо больших количествах. Для него тоже проблема увеличения радиуса действия стояла очень остро, поскольку соединениям этих машин предстояло решать стратегические задачи, в том числе по нанесению ударов по целям в глубоком тылу противника. Вскоре в НИИ ВВС приступили к опытам по переливу горючего в четырёхмоторный бомбардировщик ТБ-3. Они проходили по той же методике и с тем же самолётом-заправщиком. Работы по модификации топливной системы ТБ-3 велись с конца июля по начало сентября 1933 года. Доработку ТБ-3 осуществлял завод № 39 (дорабатывался самолет одной из ранних серий с моторами М-17), приемная горловина на бомбардировщике размещалась на фюзеляже перед турелями Тур-5, от нее шла разводка к крыльевым бакам. Альтернативно к заправщику на базе Р-5 рассматривали другие типы самолетов. На роль «бензиноносца» примеряли ТБ-1, пассажирские трехмоторный АНТ-9 и пятимоторный АНТ-14. Проект переделки АНТ-9 в танкер разрабатывался в Осконбюро ВВС, руководимом П.И.Гроховским. В эту организацию влилась группа А.К.Запанованного, которая фактически и вела конструирование.

Тяжелый бомбардировщик ТБ-3 c моторами М-17.

14 сентября начались полёты. Больше месяца недостаточно тренированные экипажи безуспешно пытались поймать шланг и перелить горючее из одного самолёта в другой. Только после смены лётчика ТБ-3 на опытного пилота-испытателя К.П.Миндера 20 ноября удалось провести две успешные дозаправки. При этом самолёты выполняли одновременный разворот на 180°, не прекращая перелива топлива.

На следующий год были намечены войсковые испытания. С этой целью планировалось подготовить двенадцать Р-5 с добавочными баками в фюзеляже и усовершенствованной аппаратурой для дозаправки (необходимо было уменьшить усилия при наматывании шланга на барабан самолёта-заправщика). Но вскоре стало понятно, что использование одномоторного самолёта для дозаправки четырёхмоторного бомбардировщика лишено практического смысла: для ТБ-3 бензин, сливавшийся с переоборудованного разведчика Р-5, был «каплей в море», даже с дополнительным баком Р-5 мог передать не больше 1000 л бензина, что составляло всего около 15% ёмкости топливных баков ТБ-3. Другое дело, если использовать тяжёлый бомбардировщик не в качестве заправляемого, а как заправщик. Этим и занялась группа Запанованного, работающая теперь в составе военного КБ-1.

Группа Запакованного, которая при передаче Осконбюро Наркомтяжпрому перешла в состав военного КБ-1, выполнила один за другим несколько подобных проектов. С каждым разом оборудование становилось легче и надежнее. Но в связи с крайней дефицитностью ТБ-3 до реализации дело дошло лишь в 1935 году. В НИИ ВВС переоборудовали два самолета: № 22610 и № 22464, оба с моторами М-34Р. Шланг-дюрит был намотан на барабан, располагавшийся в хвостовой части фюзеляжа. Он выпускался и втягивался ручной лебедкой через люк в полу за кабиной радиста. Шланг снаружи армировался стальными тросами — как для повышения прочности, так и для выравнивания потенциалов. Бензин для перелива брали из средних центропланных баков. Между 3-м и 4-м шпангоутами Ф-3 бомбардировщика находился полуавтомат перелива, открывавший и закрывавший магистраль. Насоса не было: топливо, как и ранее, переливалось под воздействием собственного веса. Общий вес комплекта АЗ-21 на ТБ-3 равнялся 59,32 кг.

Заправлять собирались не бомбардировщики, а истребители сопровождения. Таким способом хотели уравнять радиус действия соединения ТБ-3 и одномоторных истребителей, обеспечив первое эскортом на всем маршруте до цели и обратно. Для опытов один биплан И-5 и один моноплан И-16 тип 4 № 123915 оснастили заливными горловинами с устройствами АЗ-22, выталкивающими шланг после заправки и перекрывающими бензопровод к топливному баку истребителя.

«Сначала надо было проверить, — пишет Котельников, — сможет ли пилот истребителя поймать наконечник шланга. Ведь в полёте у него будут заняты обе руки: одной надо держать ручку управления, выдерживая положение под заправщиком, другой — сектор газа, выравнивая скорости. Оставалось только рискнуть, на время отпустив одну из ручек. В первых полётах в январе 1936 г. И-5 пилотировал капитан Соколов. Он тренировался, ловя фал, выпускавшийся из люка в днище фюзеляжа бомбардировщика. Последним управляли капитан Курбан и старший лейтенант Брагин.

Задача оказалась нелёгкой, надолго бросить сектор газа не удавалось. Отпустить же ручку на не очень устойчивом И-5 и вовсе было невозможно. Тем не менее пять раз Соколов успешно ловил «грузовую грушу» на фале. С 11 февраля на И-5 стал летать испытатель С.П.Супрун. Однако старый биплан использовали только для тренировки, хотя он и имел оборудование для перелива. На И-16 переделали управление оборотами двигателя, разместив его на ручке управления. Теперь лётчик мог довольно надолго освободить одну руку. На испытания И-16 назначили старшего лейтенанта Евсеева. Опять начали с тренировки в ловле «груши», с одной свободной рукой дело пошло гораздо легче.

… 22 июня 1936 года состоялась первая в мире дозаправка истребителя в воздухе. Истребитель занял позицию под ТБ-3, выпустившим шланг. Евсеев подошёл ближе, поймал наконечник, ввёл его в горловину, на бомбардировщике инженер Чеглаков включил полуавтомат. Бензин перетёк в бак истребителя, после его заполнения АЗ-22 вытолкнул патрон и перекрыл горловину. Шланг
отделился, автомат остановил поток топлива. Пилот на истребителе прибрал газ, приотстав от заправщика, а затем нырнул вниз. Сам процесс перелива занял всего три-четыре минуты.»

Эксперименты шли до конца осени 1936 года и были одобрены. В программу работ по оборонной тематике на 1937 год включили изготовление серии приборов Запанованного для переливания горючего для различных типов самолётов и их войсковые испытания. Но никаких сведений о реализации этих планов обнаружить не удалось. И это не удивительно — новое поколение скоростных самолётов с закрытыми кабинами исключало возможность вручную ловить шланг и заправлять машину. С 1938 года А.К.Запанованный занялся проектированием подвесных топливных баков.

На западе в это же время тоже работали над системами дозаправки в воздухе с переливанием через шланг. Но и там шли по тому же пути, что и Запанованный, и тоже остались на уровне опытных образцов. Лишь в послевоенный период, когда перешли к системе «конус-наконечник» и стали прицеливаться всем самолетом, заправка в воздухе превратилась в повседневное явление. В Советском Союзе первая система нового типа была создана на базе бомбардировщика Tу-2.

.

.

Список источников:
Д.А.Соболев. Экспериментальные самолёты России. 1912-1941 гг.
Журнал «Мир Авиации» 2006-02. В.Котельников. Первые в Советском Союзе опыты по дозаправке самолетов в воздухе.
М.Маслов. Истребитель И-16. Работа продолжается…