ЦКБ-54
Разработчик: ОКБ Ильюшина
Страна: СССР
Первый полет: 1938
Тип: Самолет сопровождения
Относить ильюшинский ЦКБ-54 к тяжелым истребителям, в общем-то, не совсем корректно. Он является представителем иной, более редкой, категории машин -самолетом сопровождения.
Истребитель сопровождения атакует противника, пытающегося прорваться к эскортируемым им бомбардировщикам. Самолет сопровождения атаковать неспособен, он лишь поддерживает огнем идущие рядом бомбардировщики, представляя собой в сущности мобильную огневую точку. Тем не менее, мы не смогли обойти стороной столь необычные летательные аппараты, призванные в первую очередь уничтожать воздушного противника.
В нашей стране подобную концепцию начал развивать А.Н.Туполев, в начале 30-х годов создавший самолет Р-6. Тогда подобную машину называли "крейсером", а эскадрильи, вооруженные ими, именовались крейсерскими. "Крейсер" должен был иметь скорость и дальность бомбардировщика, но за счет отсутствия бомбового вооружения оснащался гораздо более мощным стрелковым вооружением, снабжался большим боезапасом патронов. Маневренный бой на нем не предусматривался. "Крейсера" должны были окаймлять строй тяжелых бомбардировщиков, защищая их за пределами радиуса действия своих истребителей.
Р-6 и его модернизированный вариант КР-6 дожили до второй половины 30-х годов, но к этому времени уже устарели. Они не могли угнаться даже за последними модификациями ТБ-3 - не столь уж быстроходными для того времени самолетами. Когда на вооружение ВВС РККА начали поступать новые скоростные бомбардировщики ДБ-3, вновь возникла проблема прикрытия их в дальних рейдах. Для эскортирования ДБ-3 нужен был самолет с не меньшими скоростью и радиусом действия, чем у него самого. Естественно было создать машину на базе ДБ-3.
Так появился проект ЦКБ-54. Его разработали в ОКБ-39 под руководством С.В.Ильюшина. За основу взяли стандартный серийный ДБ-3 (ЦКБ-30). Все бомбовое вооружение сняли. Зато стрелковое значительно усилили. На обычном ДБ-3 стояли три пулемета ШКАС: один в носовой установке НУ, один - в верхней СУ и еще один - в нижней (люковой) ЛУ. Обычно критике подвергалась последняя, отличавшаяся узким сектором обстрела и плохим обзором. Кроме того, СУ и ЛУ обслуживались одним и тем же членом экипажа - стрелком-радистом. Чтобы добраться до люкового пулемета, ему приходилось спускаться вниз, и все это время он вообще ничего не видел.
На ЦКБ-54 стандартную ЛУ дополнили вторым ШКАСом. Он монтировался под фюзеляжем в сигарообразной гондоле, вращавшейся на шарнире. Пулемет мог отклоняться вверх-вниз и крутиться на 240°. Гондола с пулеметом, подчиняясь стрелку, дистанционно управлявшему ею из фюзеляжа, пристреливала значительную часть пространства под самолетом. Привод подфюзеляжной установки был электромеханическим. Стрелок прицеливался через переделанный бомбовый прицел ОПБ-1, работавший как перископ. Боезапас этой установки насчитывал 300 патронов.
Носовую и верхнюю установки заменили на пушечные. Пушки позволяли не только увеличить мощь залпа, но и открывать эффективный огонь с большей дистанции. В носовой установке смонтировали 20-мм пушку ШВАК со 120 снарядами. Вместо СУ поставили другую турель с такой же пушкой ШВАК, но с запасом 240 снарядов. Новая башня была существенно крупнее, чем СУ, имела только одну конфигурацию - походную и боевую одновременно. СУ имела два положения. В походном она не выступала из контуров фюзеляжа, в боевом - верх ее приподнимался, а зазор прикрывался "гармошкой" из прорезиненной ткани. В новой турели пушка стояла несколько асимметрично, со сдвигом на левый борт.
ШВАК с ее длинным стволом на высоких скоростях создавала существенно большее сопротивление, поэтому на колпаке турели появился аэродинамический компенсатор. Для обслуживания всего этого оружия экипаж самолета пришлось увеличить, добавив еще одного человека. На ДБ-3 экипаж состоял из пилота, штурмана и стрелка-радиста. Теперь включили еще стрелка-оператора подфюзеляжной гондолы.
Для переделки в опытный образец ЦКБ-54 выделили один из первых ДБ-3, выпущенных заводом №18 в Воронеже. Доработку выполнял цех завода №39 в Москве, на котором базировалось ильюшинское ОКБ. Машина имела моторы М-85, винты постоянного шага и шасси раннего типа с пневмогидравлическим механизмом уборки. Все это на опытном ЦКБ-54 сохранили.
Собственно говоря, на этом самолете в первую очередь хотели испытать новое вооружение. Опытный ЦКБ-54 был готов в начале 1938 г. После коротких заводских испытаний, проводившихся В.К.Коккинаки, машину перегнали в НИИ ВВС. Там самолет находился с марта по май 1938 г. И на заводе, и в НИИ ЦКБ-54 летал в основном на лыжах. Поскольку у ДБ-3 ранних серий лыжи не убирались в полете (зимой стойки законтривались в выпущенном положении), то летные данные самолета сопровождения особой выразительностью не отличались. Да и комбинация М-85 со старым винтом ЦКБ-26 в 1938 г. уже явилась устаревшей, на заводах на новые ДБ-3 ставили более мощные М-86 с винтами ЦКБ-30.
Куда важнее казалось испытание вооружения ЦКБ-54. Не все оценили равнозначно. Лучше всего показала себя верхняя башенная установка, носовой точкой пользоваться было гораздо менее удобно, а дистанционно управляемый ШКАС в поворотной гондоле забраковали. Поле обстрела у него действительно было очень большим, но под фюзеляжем гондола создавала большое сопротивление и при резких движениях провоцировала раскачку самолета.
Учтя недостатки первого варианта ЦКБ-54, в 1939 г. создали второй. На этот раз за основу взяли более современный бомбардировщик выпуска конца 1938 г. Переделывали машину из 16-й серии завода №39. Эта серия являлась переходной к модификации ДБ-ЗБ. На самолете стояли моторы М-87А и винты изменяемого шага ВИШ-3. Фонарь пилотской кабины был нового, уширенного типа. Все остекление теперь выполнялось из оргстекла, а не из целлулоида.
Комплект стрелкового вооружения отличался от первого варианта. Подфюзеляжную гондолу убрали, заменив парой блистеров по бортам. В каждом блистере на шкворне стоял пулемет ШКАС с запасом в 260 патронов. В этих бортовых установках частично использовали детали стандартной ЛУ. Последнюю тоже хотели сохранить, но на опытной машине ее не ставили.
Пушечные установки тоже усовершенствовали. Они получили новые прицелы ППУ. Боезапас носовой пушки довели до 220 снарядов. Механизм носовой турели несколько изменили, переделали снарядный ящик. Все ее остекление теперь было из плексигласа. Стреляные гильзы не собирались в гильзоприемник, как раньше, а выбрасывались за борт.
Верхняя башня тоже претерпела изменения. Доработали механизм поворота, переделали каркас колпака, теперь тоже остекленного оргстеклом. Усовершенствовали аэродинамический компенсатор.
В таком виде ЦКБ-54 повторно выпустили сначала на заводские, а потом и на государственные испытания. Усиление стрелкового вооружения привело к тому, что самолет сопровождения оказался на 100 кг тяжелее базового бомбардировщика. Летая на колесном шасси на высоте 4000 м, ЦКБ-54 уступал в скорости серийному ДБ-3 завода №18 при той же мотоустановке 7 км/ч, а машине выпуска завода №39 - 16 км/ч. Это означало, что самолет сопровождения неспособен идти в строю с теми бомбардировщиками, которые должен был охранять. Рост веса завел работу в тупик. В итоге от серийного выпуска ЦКБ-54 отказались.
Лишь пушечную башню попытались внедрить в серию. На акте утверждения отчета НИИ ВВС по государственным испытаниям второго варианта самолета сопровождения можно увидеть резолюцию тогдашнего начальника ВВС РККА Локтионова: "Иметь в виду в 1940 г. заказать часть самолетов с пушечной турельной установкой, носовая точка - пулеметная, боковые установки - упразднить". Однако, никаких последствий эта резолюция не имела. Серийные ДБ-3 по-прежнему сохранили чисто пулеметное вооружение, очевидно, из-за боязни чрезмерно утяжелить самолет и понизить его летные данные.
Надо сказать, что попытки реализовать концепцию подобного самолета сопровождения на основе бомбардировщика с усиленным оборонительным вооружением за рубежом также оказались неудачными, причем по той же самой причине.
Каждый раз оказывалось, что "крейсер" получался тяжелее исходного бомбардировщика. До стадии небольших серий добрались японский G6M1 (на базе G4M1 фирмы "Мицубиси") и американский YB-40 (переделанный из "Летающей крепости" В-17). Оба они из-за роста полетного веса отставали от своих прототипов, в боевых операциях показали себя неэффективными и быстро сошли со сцены.
Описание конструкции.
Краткое техническое описание самолета ЦКБ-54
ЦКБ-54 - двухмоторный цельнометаллический свободнонесущий моноплан с низкорасположенным крылом. Вся обшивка планера гладкая несущая. Стрелково-пушечное вооружение закрыто прозрачными экранами.
Фюзеляж. Поперечное сечение фюзеляжа - овальное Каркас - из лонжеронов стрингеров и шпангоутов. Шпангоуты применены двух типов: обычные из П-образных профилей, усиленные - цельноштампованные или клепаные - из профилей и листа Усиленные шпангоуты коробчатого сечения использовались в местах приложения больших нагрузок. Замкнутый профиль имели и рамы жесткости под фонарь, турель, люки, места подвески бомб и др.
Обшивка фюзеляжа произведена в основном из дюралюминия толщиной 0,6- 1 мм. Обшивочные швы выполнены заклепками с чечевичной головкой. По обшивке и каркасу преобладали заклепки диаметром 3 мм и 2,6 мм.
Фюзеляж делился на четыре части: кабину штурмана, кабину пилота, бомбоотсек и хвостовой отсек, который заканчивался коком. На втором экземпляре машины, переделанном из серийного бомбардировщика более позднего выпуска, стоял широкий фонарь кабины пилота без откидной дверцы на левом борту фюзеляжа.
Крыло. В плане оно имело трапециевидную форму с закругленными законцовками. Крыло на первом экземпляре состояло из трех частей: центроплана и двух консолей; второго - из пяти; ценроплана, двух моторных отсеков и двух консолей. Центроплан имел два лонжерона, 11 нервюр и стрингеры. Лонжероны - клепаные фермы из стальных и дюралюминиевых элементов. Нервюры клепались из труб и профилей. В консолях имелось по два ферменных лонжерона, 26 нервюр и стрингеры.
В лонжеронах использовались хромансилевые стальные трубы с толщиной стенок до 4 мм, соединенные сваркой и клепками. Ферменные лонжероны консолей крыла состояли из четырех частей каждый, входивших одна в другую телескопически. Соединение их в целый лонжерон - заклепками.
Нервюры крыла ферменные: полки - U-образные профили, раскосы - трубы 20x18 мм на кницах. Стрингеры проходили сквозь полки нервюр Поскольку точность изготовления нервюр не всегда была на высоте, использовались компенсаторы для выдерживания профиля. Полки нервюр крепились к лонжеронам посредством сварных узлов. Вся клепка каркаса крыла - внутренняя. Крыло было конструктивно сложным, очень трудоемким, однако прочным и достаточно легким.
На задней кромке консолей навешивались элероны. Их каркас состоял из штампованных дюралюминиевых лонжеронов и нервюр, поверх которых шла дюралюминиевая обшивка толщиной 0,6 - 1 мм. Элероны имели весовую компенсацию. На правом элероне стоял триммер, на левом крыле второй машины - флеттнер.
У задней кромки центроплана и примыкающей к нему части консолей устанавливались посадочные щитки типа Цапп, состоявшие из четырех секций.
Оперение. Стабилизатор и киль - цельнометаллические свободнонесущие. Рули имели металлический штампованный каркас и полотняную обшивку Рули высоты и направления снабжались весовой компенсацией. На рулях стояли триммеры, а на рулях высоты второй машины их дополнили флеттнерами. Киль выполнялся заодно с фюзеляжем. Консоли стабилизатора крепились к фюзеляжу болтами. Стыки закрывались зализами.
Силовая установка. На первом экземпляре ЦКБ-54 стояли 14-цилиндровые звездообразные моторы воздушного охлаждения М-85 взлетной мощностью 760 л.с. с винтами фиксированного шага. На второй машине стоял форсированный вариант мотора - М-87А с винтами изменяемого шага - ВИШ-3. Горючее размещалось в 14 баках общей емкостью 3000 - 3100 кг, находящихся в центроплане (два бака по 510 кг), в носке центроплана (два бака по 180 кг), в мотоотсеках (два бака по 390 кг), в носке консолей (шесть баков по 830 кг) и в двух междулонжеронных консольных баках (1120 кг). Маслосистема включала два верхних маслобака емкостью по 96 кг и два нижних - по 64 кг каждый, расположенных в мотоотсеках, два кольцевых маслорадиатора типа "Айваз", находившихся перед мотором в капоте (на первом экземпляре. Восьмидюймовые сотовые маслорадиаторы на второй машине размещались в носке центроплана между третьей и четвертой нервюрами. Масло из нижнего маслобака помпой по трубопроводу подавалось в мотор. После прохождения через мотор оно стекало в отстойник, из него отсасывалось в радиатор, а далее поступало в верхний бак, из которого перетекало по трубопроводу в нижний. Количество заправляемого масла не превышало 145 кг на каждый двигатель.
Пилотажно-навигационное и радиосвязное оборудование. В состав бортового оборудования входили авиагоризонт АГ-1, гиромагнитный компас ГМК-2. На приборной доске пилота размещались указатели скорости, высоты, поворота, вариометр и часы, а также приборы контроля моторов и уровня топлива. Кабина штурмана оснащалась указателями скорости, поворота, высоты, часами и вариометром. Связь с базой осуществлялась радиостанцией РСБ "Двина", для связи между экипажами использовалась радиостанция РСБР-1 "Луч", которую на втором экземпляре демонтировали.
Шасси. Трехопорное шасси самолета состояло из двух основных и хвостовой опор. Основные опоры шасси убирались назад в мотогондолы и закрывались створками. Нижняя часть колеса выступала из гондолы и защищала нижнюю часть самолета от значительных повреждений при вынужденной посадке с убранным шасси. Все опоры шасси имели масляно-пневматическую амортизацию. При установке самолета на лыжи нижняя часть заднего подкоса основных опор заменялась другой, при этом вынос шасси увеличивался со 110 мм до 170 мм.
ЛТХ:
Модификация ЦКБ-54-2
Размах крыла, м 21.45
Длина, м 14.22
Высота, м
Площадь крыла, м2 65.60
Масса, кг
пустого самолета 5030
нормальная взлетная 7475
топлива 810
Тип двигателя 2 ПД М-87А
Мощность, л.с. 2 х 950
Максимальная скорость , км/ч 439
Практическая дальность, км 3800
Скороподъемность, м/мин 1316
Практический потолок, м 9600
Экипаж, чел 4
Вооружение: две 20-мм пушки ШВАК и два 7.62-мм пулемета ШКАС
