Пикирующий бомбардировщик-штурмовик ПБШ (проект).

Разработчик: Микоян, Гуревич
Страна: СССР
Проект 1940 г.pbsh-1

В июле 1940 года в развитие идеи использования в качестве самолета поля боя пикирующего бомбардировщика-штурмовика ОКБ А.И.Микояна (ОКО завода № 1) в инициативном порядке разработало эскизный проект одноместного пикирующего бронированного штурмовика ПБШ-1 с мотором АМ-38. Известно, что еще в начале 30-х годов М.И.Гуревич и конструктор ОКО Н.И.Андрианов участвовали в разработке одномоторного бронированного штурмовика ТШ-3 с мотором М-34. Опираясь на этот опыт и создавался новый самолет ОКО. Непосредственную разработку общего вида самолета ПБШ-1, его общей компоновки и компоновки вооружения, а также схемы бронекорпуса выполнил Н.И.Андрианов.

По схеме ПБШ-1 представлял собой низкоплан с относительно неплохими аэродинамическими формами и компоновкой, позаимствованными у истребителя И-200. Пикирующий бронированный штурмовик ПБШ-1 предназначался главным образом для действий по сильнозащищенным и малоразмерным наземным целям противника (танки, ДОТ, ДЗОТ и т.д.), а также по его живой силе непосредственно на линии фронта. Максимальная скорость ПБШ-1 у земли по проекту составляла 449 км/ч, на высоте 1250 м — 472 км/ч. Посадочная скорость с отклоненными на 60° щитками без боезапаса и при остатке 25% топлива — 121 км/ч. Практический потолок должен был составлять 7600 м. Дальность полета у земли при 0,9 Уmах — 813 км, а с подвесными баками — 1013 км. Максимальный полетный вес ПБШ-1 — 6024 кг.

Передняя часть фюзеляжа представляла собой бронеотсек, состоящий из двух боковых плит в районе кабины летчика толщиной 7,5 мм, нижней бронеплиты толщиной 5,5 мм, бронеплиты сзади летчика толщиной 15,5 мм, броневого диска толщиной 15,5 мм спереди мотора, бронеплит снизу и с боков мотора толщиной 7,5 мм и сверху толщиной 4,5 мм. Все бронеплиты включались в силовую схему самолета.

Обводы бронекорпуса выбирались таким образом, чтобы свести к минимуму наличие криволинейных поверхностей, что значительно упрощало технологию производства брони и ее сборку. Крепление бронещитов осуществлялось посредством ушков, приваренных к броне с внутренней стороны. Такое соединение обеспечивало не только простоту сборки и ремонта бронеотсека в полевых условиях, но и устраняло возможность вылета головок болтов (болты работали только на срез) при попадании снарядов в броню. Фонарь летчика имел 60-мм лобовое бронестекло и 40-мм бронестекла с боков и сверху. Фонарь пилота сдвигался назад при помощи пневматического привода. Также имелась система аварийного сбрасывания фонаря.

Хвостовая часть фюзеляжа — сварная из хромансилевых труб. Хорошее обтекание фюзеляжа образовывалось вторичным дюралевым каркасом и полотняной обшивкой. Крыло двухлонжеронное, трапециевидной формы в плане. Состояло из центроплана и двух отъемных консолей. Лонжероны стальные, нервюры и стрингеры дюралевые штампованные, обшивка дюралевая. От фюзеляжа до элеронов крыло было снабжено закрылками типа «Шренк», дюралевой конструкции. Каркас элеронов дюралевый, обшивка полотняная. Шасси одностоечное, полностью убираемое в полете. Уборка и выпуск от пневматической системы. Амортизация масляно-пневматическая. Основные колеса размером 700 x 300 мм. Стабилизатор и киль — дюралевые. Рули — каркас дюралевый, обшивка полотняная. На рулях — триммеры. Управление элеронами и рулем высоты жесткое из дюралевых труб. Управление рулем направления — тросовое. Управление закрылками — пневматическое. Педали и сиденье летчика — регулируемые по росту летчика.

Винтомоторная группа включала в себя мотор АМ-38 со степенью редукции 0,902 и металлический винт-автомат типа ЗСМВ-5 диаметром 3 м. Моторамы в обычном смысле не имелось, так как мотор крепился с помощью кронштейнов с подмоторными брусьями непосредственно к стенкам бронекорпуса. Во всех местах, где необходим был доступ к силовой установке, в броне имелись люки. Запуск мотора осуществлялся сжатым воздухом.

Водорадиатор размещался в бронеотсеке за сиденьем летчика. Входные и выходные воздушные каналы радиатора бронированные. Маслорадиатор и маслобак находились под редуктором мотора за броней. Главный бензобак емкостью 650 л располагался в бронеотсеке под сиденьем летчика. Второй бензобак емкостью 110 л — между мотором и приборной доской летчика. Оба бензобака имели протектор.

pbsh-1-shema

ПБШ-1. Схема.

Стрелково-пушечное вооружение самолета включало две крыльевые пушки МП-6 калибра 23-мм с боекомплектом по 96 снарядов на ствол и шесть крыльевых пулеметов ШКАС с боезапасом по 750 патронов на пулемет. Все стрелково-пушечное вооружение размещалось вне плоскости, ометаемой винтом. Управление огнем и перезарядкой — пневматическое.

Бомбовую нагрузку — до 700 кг предполагалось брать только в перегрузку. Для подвески бомб на самолете имелись два бомбоотсека в центроплане между лонжеронами крыла — для бомбометания с горизонтального полета и два внешних бомбодержателя (по одному под каждой плоскостью крыла вне зоны, ометаемой винтом) — для бомбометания с пикирования. Центропланные бомбоотсеки обеспечивали загрузку или 24 осколочных бомб типа АО-10 (240 кг), или 24 АО-8 (192 кг), или 280 АО-2,5 (700 кг). Максимальный калибр бомб, подвешиваемых на внешние бомбодержатели, не превышал 100 кг. При этом бомбодержатели обеспечивали подвеску и двух сбрасываемых бензобаков по 150 л каждый. Предусматривалась подвеска двух выливных авиаприборов химического вооружения типа ВАП-6М (всего 140 кг). Установка ракетного вооружения не предусматривалась.

shema-razmeshheniya-vooruzheniya-v-kryle-pbsh-1

Схема размещения вооружения в крыле ПБШ-1.

Детально проработав проект ПБШ-1 (занимался этим вопросом ведущий инженер института военинженер 1-го ранга Н.С.Куликов), специалисты НИИ ВВС КА сделали вывод, что в представленном виде штурмовик не может рассматриваться как пикирующий ударный самолет. Боевые возможности ПБШ-1 более соответствовали требованиям к одноместному бронированное штурмовику. Дело в том, что проектом не были предусмотрены необходимые приспособления для ограничения скорости штурмовика на пикировании. Поэтому обеспечение эффективного бомбометания с пикирования на ПБШ-1 было сомнительным.

В проекте отсутствовали материалы, подтверждающие, что конструкция ПБШ-1 рассчитана на 11-13-кратную перегрузку (необходимую для пикирующего самолета), тогда как простой расчет показывал, что при весе пустого самолета около 4000 кг его прочность на такую перегрузку не обеспечивалась. Кроме того, максимальный калибр авиабомб (100 кг) для бомбометания с пикирования был недостаточным для решения всего круга боевых задач фронтового пикирующего бомбардировщика. В частности, опыт прорыва Красной Армией линии Маннергейма в 1940 году показал, что для разрушения долговременных железобетонных оборонительных сооружений нужны были авиабомбы калибра не менее 250-500 кг.

Состав и размещение стрелково-пушечного вооружения военные специалисты сочли вполне приемлемым.

Угол обзора у летчика вперед-вниз, равный 9°, был признан достаточным (например, у Ил-2 этот угол составлял 8°). Отмечалось, что в ОКО завода № 1 совершенно не проработан вопрос спецоборудования самолета.

По мнению специалистов НИИ ВВС, реальный взлетный вес ПБШ-1 будет на 400 кг больше, чем показано в проекте (то есть около 5254 кг), максимальная скорость у земли (с учетом реального КПД винта, равного 0,75) не превысит 420 км/ч, а время набора 5000 м составит 11,5-12,0 мин.

Пилотажные свойства машины вследствие недостаточного запаса устойчивости с увеличением полетного веса серьезно ухудшатся. Неудовлетворительными станут и взлетно-посадочные характеристики штурмовика.

Высокая оценка была дана бронированию штурмовика. Отмечалось, что схема бронирования в отношении расположения брони на самолете является удовлетворительной, так как броней защищены все наиболее жизненно важные части самолета: летчик, мотор, радиаторы, бензобаки и основные агрегаты оборудования. Броневые плиты толщиной 15 мм, установленные впереди мотора и сзади кабины летчика, защищают от бронебойных пуль калибра 12-13 мм с дистанции обстрела до 200 м при высоте полета 25 м. Бронеплиты толщиной 7,5 мм на бортах кабины и мотоотсека и бронеплиты толщиной 5,5 мм снизу бронеотсеков при тех же условиях обстрела могут дать защиту только от бронебойных пуль нормального калибра.

shema-bronirovaniya-pbsh-1

Схема бронирования ПБШ-1.

Таким образом, с учетом уточнений военных ПБШ-1 по всему комплексу летно-технических и боевых возможностей уже не попадал в рамки требований программы опытного самолетостроения на 1941 год.

В заключении НИИ ВВС КА на эскизный проект ПБШ-1 отмечалось, что «…самолет: 1. По схеме брони, вооружению и обзору представляет интерес для ВВС КА, по взлетно-посадочным свойствам самолет ТТТ не отвечает, поэтому предложить конструктору к 10 августа с.г. вторично представить проект на рассмотрение, обеспечив на нем соответствие ТТТ данных по разбегу, пробегу и посадочной скорости, дополнив его доработкой мероприятий:
а) по обеспечению устойчивости,
б) весовых характеристик самолета и нагрузки,
в) расчетов бронирования,
г) оборудования спецслужб,
д) данных маневренности самолета,
е) подробной схемой загрузки бомбовых секций бомбами различного калибра.
Одновременно разрешить подготовку макета самолета.
2. Предложить конструктору разработать приспособления, ограничивающие скорость пикирования…»
Заключение НИИ ВВС на эскизный проект ПБШ-1 подписал начальник института дивизионный инженер А.И.Филин, а 5 августа его утвердил ВРИО заместителя начальника ВВС КА бригадный инженер Федоров.

27 июля 1940 года эскизный проект ПБШ-1 был рассмотрен в комиссии академика Б.Н.Юрьева, которая в своем выводе отметила, что: «Максимальную скорость для данного типа машины с учетом срока выпуска самолета следует считать недостаточной. Принимая во внимание, что по аналогичному типу самолета дано задание тов. Сухому, но с меньшей мощностью огня и большей скоростью полета у земли (500 км/час), комиссия считает, что самолет целесообразно строить в том случае, если авторы смогут повысить скорость полета у земли до 550 км/час.»
Вывод подписали: Б.Н.Юрьев, В.И.Поликовский, И.И.Машкевич, В.Н.Беляев и П.Я.Затесский.

31 июля протокол заседания комиссии Юрьева утвердил заместитель наркома авиационной промышленности А.С.Яковлев. При этом он зачеркнул слова «Принимая во внимание, что по аналогичному типу самолета дано задание тов. Сухому, но с меньшей мощностью огня и большей скоростью полета у земли (500 км/час).»

Отметим, что 29 июля на втором экземпляре протокола инженер 7-го ГУ НКАП И.И.Машкевич, осуществлявший предварительную экспертизу проекта ПБШ-1, сделал запись: «По заключению ВВС от реализации проекта следует воздержаться по мотивам, указанным в выводах комиссии.»

Надо признать, вывод гражданских авиационных специалистов в отношении ПБШ-1 в определенной степени был более жестким, чем мнение военных. Тем не менее, несмотря на очевидные недостатки проекта, постройка макета ПБШ-1 была разрешена. К 30 августа макет ПБШ-1 построили и 5 сентября предъявили заказчику, который его не утвердил, как не утвердил и дополнительные материалы к эскизному проекту улучшенного варианта машины, представленные ОКО примерно в это же время.

pbsh-1-risunok

ПБШ-1. Рисунок.

Площадь крыла второго варианта ПБШ-1 была увеличена с 30,5 м2 до 33,0 м2. На участке размаха элеронов предусматривалась установка автоматических предкрылков. Основные колеса шасси 700 x 300 мм заменялись спаренными 650 x 200 мм. Изменилось расположение водорадиатора — он размещался под полом кабины летчика, а вход и выход — под фюзеляжем. Вместо бензобаков емкостью 650 и 110 л устанавливались бензобаки емкостью 430 и 450 л и таким образом, общая емкость увеличивалась на 120 л.

Вес брони самолета возрос до 1390 кг. Толщина брони, защищающей мотор, увеличена с 4,5 мм до 5,5 мм. Часть брони с 5,5 мм увеличена до 7,5 мм.

Бомбардировочное вооружение усиливалось: центропланный бомбоотсек теперь включал четыре секции, в каждой из которой могли размещаться бомбы калибра до 100 кг. Таким образом, на внутренней подвеске обеспечивалась подвеска 400 кг бомб. Кроме того, максимальный калибр бомб на подкрыльевых бомбодержателях увеличен до 250 кг.

Максимальная скорость машины у земли по проекту должна была составлять 446 км/ч, а на высоте 1000 м — 472 км/ч.

Для нормального полетного веса 5400 кг центровка самолета стала более передней и составила 23,2% САХ.

Требуемого улучшения взлетно-посадочных свойств ПБШ-1 достигнуто не было. Увеличение механизации крыла было невозможно из-за размещения большого числа стволов вооружения в консолях крыла. Увеличение же площади крыла неизбежно должно было привести к снижению максимальной скорости полета, которая и так была невелика. В связи с этим ОКО рекомендовалось использовать редукцию мотора 0,732 или даже 0,550 вместо 0,902, а также использовать винт диаметром 3,3 м.

Запас прочности в варианте пикирующего бомбардировщика с двумя ФАБ-250 был не более 8,75, что в принципе было недостаточным.

Несмотря на очевидные недостатки доработанного проекта, специалисты НИИ ВВС КА все же рекомендовали второй вариант ПБШ-1 к постройке. Однако начальник ВВС КА генерал-лейтенант П.В.Рычагов 20 сентября поставил точку в вопросе дальнейших работ по этому самолету, наложив на материалах по эскизному проекту следующую резолюцию: «Мое мнение, что тов. Микояну новой машины не давать, а требовать доводки самолета И-200 до требуемых нам норм.»

В результате в адрес НКАП за подписью заместителя председателя НТК при начальнике ВВС КА военинженера 1-го ранга Знаменского ушло заключение (утвержденное П.В.Рычаговым), в котором указывалось, что «…по своим летным данным самолет ПБШ-1 не удовлетворяет программе 1941 г. В постройке находится аналогичный образец бронированного штурмовика т. Сухого с более высокими летными данными, чем ПБШ-1. Поэтому от реализации проекта ПБШ-1 следует воздержаться.»

Отметим, что руководство ВВС, принимая решение об отклонении проекта ПБШ-1, помимо ссылки на необходимость скорейшего завершения работ по доводке истребителя И-200, принимало во внимание еще и недостаточную зрелость коллектива ОКО при заводе № 1.

Позже в ОКО завода № 1 разрабатывался проект самолета ПБШ-1 с гидропередачей на винт от мотора АМ-38, но работа не была завершена. С целью устранения основных недостатков ПБШ-1 (плохие взлетно-посадочные характеристики и недостаточный запас устойчивости), значительно затруднявших освоение и боевое применение штурмовика летным составом, имевшего в условиях военного времени недостаточную летную подготовку, в ОКО А.И.Микояна был предложен проект штурмовика-биплана ПБШ-2 с мотором АМ-38.

pbsh-2-risunok

ПБШ-2. Рисунок.

Предполагалось, что при создании ПБШ-2 будут достигнуты такие пилотажные качества, при которых новый штурмовик будет «прощать» самые грубые ошибки летчиков. Это представлялось особенно важным, так как тактика боевого применения штурмовой авиации в это время предполагала выполнение атаки либо с бреющего полета, либо с пологого планирования с подскока до высоты 150-200 м. При этом полет до цели и обратно осуществлялся только на бреющем полете. Очевидно, что в этих условиях любая ошибка летчика из-за неграмотных действий или ранения с большой вероятностью приводила к катастрофе.

pbsh-2-shema

ПБШ-2. Схема.

В пояснительной записке к эскизному проекту ПБШ-2 по этому поводу указывалось: «…Учитывая то обстоятельство, что полеты на моноплане с большой нагрузкой на крыло близко у земли очень сложны, а также то, что монопланы не прощают грубых ошибок пилотов на малых высотах, мы разработали проект самолета ПБШ-2, по назначению аналогичный самолету ПБШ-1, бипланной схемы. Самолеты-бипланы в технике пилотирования значительно проще. Они также обладают значительно лучшей устойчивостью и управляемостью, чем монопланы…» Биплан ПБШ-2 был выполнен по довольно необычной схеме. Верхнее крыло, имевшее большую обратную стреловидность и без органов поперечного управления, было сдвинуто назад по отношению к нижнему крылу. Его площадь была почти в два раза меньше площади нижнего крыла. Нижнее крыло оборудовалось по задней кромке двухсекционными щитками и элеронами большой площади. Крылья соединялись двумя подкосами без расчалок.

Проведенные в ЦАГИ натурные исследования в аэродинамической трубе такой коробки крыльев показали неплохие результаты.

model-samoleta-pbsh-2

Модель самолета ПБШ-2.

Мотор, кабина и топливные баки защищались листами цементированной и гомогенной брони переменной толщины от 1,5 до 7,5 мм. Стрелково-пушечное вооружение штурмовика включало две пушки МП-6 калибра 23 мм и шесть пулеметов ШКАС. Бомбы размещались в двух бомболюках в центроплане между лонжеронами крыла — при бомбометании с горизонтального полета подвешивались на два внешних бомбодержателя (по одному под каждой плоскостью крыла) вне зоны, ометаемой винтом, — для бомбометания с пикирования. Центропланные бомболюки допускали загрузку мелких авиабомб различного типа калибром от 1 до 10 кг. Бомбы калибра от 25 до 250 кг могли подвешиваться на наружные подкрыльевые бомбодержатели. Нормальная бомбовая нагрузка составляла 200 кг. Установка ракетного вооружения не предусматривалась.

Несмотря на то, что ПБШ-2 вполне обеспечивал решение проблемы упрощения пилотирования на малых высотах, все работы по этой оригинальной машине также были прекращены. Дело в том, что реальные летные данные у ПБШ-2 были бы намного хуже чем у ПБШ-1, тогда как возможности для их улучшения были весьма ограниченными. Кроме того, конструкция ПБШ-2 сложнее, что создало бы дополнительные трудности в серийном производстве, особенно в военное время.

ЛТХ:

Модификация: ПБШ-1
Размах крыла, м: 13,50
Длина, м: 10,145
Площадь крыла, м2: 33,00
Масса, кг
-пустого самолета: 4344
-нормальная взлетная: 5400
Тип двигателя: 1 х ПД АМ-38
Мощность, л.с.
-взлетная: 1 х 1625
-полетная : 1 х 1550
Максимальная скорость, км/ч
-на высоте: 469
-у земли: 446
Крейсерская скорость, км/ч: 398
Практическая дальность, км: 1180
Практический потолок, м: 7600
Экипаж: 1
Вооружение: 2 х 23-мм пушки и 6 х 7,62-мм пулеметов, до 700 кг бомб.

.

.

Список источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.
Б.Л.Симаков. Самолеты страны Советов. 1917-1970.
Энциклопедия-справочник. Самолеты страны Советов.
Владимир Перов, Евгений Арсеньев. Самолеты ОКБ им. А.И.Микояна.
Владимир Перов, Олег Растренин. Штурмовики Красной Армии.