Высотный истребитель и бомбардировщик «100» конструкции В.М. Петлякова

Вероятно, идея машины сформировалась в конструкторской бригаде ЗОК (завода № 156), которая под руководством В.М. Петлякова проектировала высотный дальний бомбардировщик АНТ-42 еще в 1936-1937 гг. Но проектирование самолета Петляков начал уже после ареста, в 1939 г., работая в ЦКБ-29 СТО НКВД.

Самолет был предназначен для:

• сопровождения дальних бомбардировщиков (прежде всего – АНТ-42) на больших высотах;
• перехвата высотных бомбардировщиков противника, в т.ч. с использованием ПроСАБ с горизонтального полета и пикирования;
• нанесения точных ударов по наземным целям с пикирования с большой высоты.

 

ТЗ приведено в файле ТТХ.

 

Самолет представлял собой низкоплан классической аэродинамической схемы с чистыми аэродинамическими формами. Стыки фюзеляжа, крыла и оперения закрыты зализами.

 

Применяемые материалы и технологии:

• конструкция самолета цельнометаллическая за исключением обшивки рулей и элеронов – полотно на эмалите;
• самолет изготовляется в системе ПШМ;
• лонжероны, нервюры и шпангоуты силовые сборные (состоят из поясов, стенок, силовые включают стойки, рядовые – окантованные отверстия облегчения, некоторые рядовые – цельные);
• лонжероны все балочные сборные, швеллерного или двутаврового сечения;
• нервюры все балочные или ферменные сборные, швеллерного или двутаврового сечения;
• для деталей из дюраля Д16Т и ТВ применяется закалка и старение, покрытие – оксидирование;
• для деталей из алюминиевых сплавов применяется закалка, покрытие – кадмирование;
• детали силового набора (лонжероны, нервюры, шпангоуты) изготавливаются из прессованных профилей и листа из твердого дюраля Д16Т, при этом применяются гибка и холодная штамповка;
• обшивки изготавливаются из предварительного формованного листа из твердого дюраля Д16Т;
• стыковые узлы агрегатов изготавливаются из поковок и профилей из стали 30ХГСА;
• узлы навески аэродинамических поверхностей изготавливаются из поковок и профилей из дюраля Д16Т, ТВ и алюминиевого деформируемого сплава АК6;
• клепка передних кромок аэродинамических поверхностей потайная, остальных – с чечевичной головкой, для закрытых объемов применяется клепка с односторонним подходом;
• установка стыковых болтов – без натяга.

Общие конструктивные решения:

• все стыки агрегатов закрыты зализами;
• все рулевые поверхности имеют триммеры-сервокомпенсаторы;
• навеска всех рулевых поверхностей имеет звенья-компенсаторы с шарниром, ось которого перпендикулярна оси навески этой поверхности;
• исполнительные механизмы закрылков, створок радиаторов, регуляторов постоянных оборотов Р-3 и т.д. электрические (конструкторы А.А. Енгибарян и И.М. Склянский).

 

Особенности конструкции силовой установки:

• в гондолах на крыле установлены два мотора М-105 с двумя турбокомпрессорами ТК-2 каждый (ПЦН на двигателе сохранялся, а автоматика наддува была соответствующим образом доработана), взлетная мощность 1100 л.с., мощность 1050 л.с. на границе высотности 4500 м;
• воздушные винты специальные высотные типа ВИШ-42;
• ВЗ, нагнетающие узлы, приводные турбины и решетки перепуска ТК установлены по обоим бокам мотогондол;
• воздушные винты изменяемого шага автоматические с регуляторами постоянных оборотов Р-3;
• водорадиаторы сотовые, установлены в тоннелях под мотогондолами, регулировка температуры – створками в выходном сечении тоннелей;
• маслорадиаторы сотовые в крыле (воздухозаборники – в передних кромках, выход охлаждающего воздуха – через регулирующие жалюзи на верхней поверхности крыла);
• топливо размещено в жестких баках в фюзеляже между кабинами и в крыле – в центроплане и в ОЧК;
• маслосистема закрытого типа, бак для каждого мотора свой, расположен в мотогондоле;
• все баки сварные из алюминиевого сплава АМЦМЛ;
• система запуска моторов воздушная от бортового или внешнего баллона, возможен запуск автостартером.

 

Особенности конструкции крыла:

• крыло набрано скоростными профилями B / BS;
• по форме в плане крыло представляет собой две трапеции (центроплан и ОЧК) с изломами по ПК и ЗК и скругленные закоцовки, удлинение порядка 7,2;
• крыло состоит из центроплана и ОЧК;
• центроплан и ОЧК имеют лонжеронную силовую схему с толстой работающей обшивкой;
• силовой набор центроплана и ОЧК состоит из двух лонжеронов, нервюр и стрингеров, установленных со значительным шагом;
• законцовка крыла (концевой обтекатель) выполнена как отдельный технологический агрегат, ее силовой набор состоит из одного лонжерона, двух нервюр, и обшивки, которая в свою очередь состоит из верхней и нижней панелей и кромочной дуги;
• механизация крыла – щитки-закрылки типа ЦАГИ (по одной секции на центроплане и ОЧК);
• элероны двухсекционные на концевых частях ОЧК, имеют осевую и весовую компенсацию;
• силовой набор каждой секции элеронов и закрылков состоит из лонжеронов (на элеронах один, на закрылках – три), силовой передней кромки, задней кромки и нервюр;
• обшивка закрылков – Д16ТВ.

 

Особенности конструкции фюзеляжа:

• фюзеляж имеет осесимметричную сигарообразную форму с плавными обводами и надстройкой, в которой располагаются кабины;
• технологически фюзеляж состоит из носовой части, среднего отсека, хвостовой балки, хвостового кока и кабинной надстройки;
• в фюзеляже расположены отсек стрелково-пушечного вооружения, кабина летчика, фюзеляжный топливный бак и под ним установка кассет ПроСАБ, общая кабина штурмана и стрелка-радиста, хвостовая балка с нишей ХОШ, хвостовой кок с задней стрелковой точкой;
• силовой набор фюзеляжа состоит из шпангоутов (часть силовых – герметичные).

 

Особенности конструкции оперения:

• оперение двухкилевое;
• поверхности оперения набраны скоростными симметричными профилями NACA;
• ГО трапециевидной формы в плане состоит из цельного стабилизатора и двух секций РВ;
• стабилизатор состоит из двух состыкованных со значительным углом поперечного V половин, переставной, крепится к ХЧФ по ее строительной горизонтали;
• одна поверхность ВО округлой в плане формы, состоит из киля и РН;
• силовой набор стабилизатора, киля, РВ и РН состоит из лонжеронов, стрингеров и нервюр.

 

Особенности конструкции системы управления самолетом и закрылками:

• самолет имеет два поста управления – основной в кабине летчика и резервный в кабине штурмана;
• вся проводка управления жесткая;
• управление по тангажу и крену – штурвалом (на основном посту управления, на резервном – нет данных), по курсу – педалями;
• управление триммерами электрическое;
• управление закрылками электромеханическое;
• стабилизатор имеет два положения – «полет» и «посадка», механизм управления электрический, перестановка производится автоматически в зависимости от положения закрылков.

 

Особенности конструкции шасси:

• шасси трехопорное с хвостовым колесом, полностью убирающееся;
• все опоры шасси имеют ЖГА;
• стойки основных опор шасси с двумя жидкостно-газовыми амортизаторами на каждой, сдвоенным «ломающимся подкосом» и одним гидроцилиндром уборки-выпуска;
• на каждой ООШ и ХОШ по одному колесу полубаллонного типа;
• колеса ООШ тормозные, ХОШ – нет;
• ХОШ управляемая;
• система уборки шасси электрогидравлическая.

 

Особенности конструкции кабин и высотного оборудования:

• в самолете впервые в отечественной практике две раздельные гермокабины вентиляционного типа с наддувом от компрессоров двигателей (ведущий конструктор М.Н. Петров);
• стекла кабин двойные с осушителями;
• герметизация люков – резиновыми прокладками;
• кислород для высотных полетов – в сжатом газообразном виде в баллонах, питание – маски.

 

Вооружение и остальное оборудование – см. табл.

Проектирование самолета было завершено в середине 1939 г. Проект и натурный макет прошли защиту с положительной оценкой и было принято решение о строительстве трех опытных образцов самолета – двух летных и одного статического для прочностных испытаний. 

 

По результатам 1-го этапа ЗИ в конструкцию самолета (в частности, ВМГ) были внесены изменения, которые были отражены и в макете и выполнены на самолетах. Эти изменения в макете были утверждены ГУАС ВВС 5 марта 1940 г.

 

«100» 2М-105ТК (без б/№) 1-й опытный, высотный многоцелевой истребитель. Построен заводом № 156 в частичной комплектации. В частности, не была установлена огневая точка ДЭУ-1 с ее системой управления и в фюзеляже не было предусмотрено место под нее.  

 

Совершил первый полет по программе ЗИ 22.12.39 г. (в срок, предусмотренный заданием), первый полет выполнил летчик-испытатель П.М. Стефановский (НИИ ВВС), он же выполнял и ЗИ самолета. В первом же полете отказал один двигатель.

 

11 марта 1940 г. был произведен полет для уборки лыж в воздухе, лыжи убрались, но не выпустились, посадка производилась с убранными лыжами. Повреждены воздушные винты и моторы.

 

С 12 марта 1940 г. по 10 апреля 1940 г. производилась замена моторов, замена винтов, производились работы по установке колес шасси вместо лыж и устранению выявленных дефектов, в т.ч. механическая система аварийного выпуска лыжного шасси заменена гидравлической.

 

Самолет показал большое количество дефектов по шасси, двигателю (но не по компрессору ТК-2) и т.д. В ходе заводских испытаний за 122 дня (летных – 11) было выполнено 23 полета, налет – 6 ч 55 мин, за это время было как минимум две вынужденные посадки, в т.ч. 1 – на фюзеляж.

 

Всего за время заводских испытаний с 10 декабря 1939 по 10 апреля 1940 гг. самолет находился в доводках и ремонтах 122 суток. Полеты производились в течение 11 дней.

 

На проведение ГИ самолета в НИИ ВВС КА были назначены:

• ведущий летчик-испытатель м-р Стефановский;
• ведущий штурман-испытатель м-р Никитин;
• ведущий инженер Марков.

 

11.04.40 г. экипаж НИИ ВВС (летчик м-р Стефановский и штурман м-р Никитин) совершил первый полет по программе ГИ. По результатам испытаний самолет был доработан:

• увеличили площадь ВО с 0,77 до 1 кв.м каждый киль;
• для улучшения устойчивости было предложено увеличить угол стреловидности ОЧК (выполнено не было);
• для обеспечения посадки на 3 точки было предложено изменить угол установки ГО и ограничить посадочный угол выпуска щитков (выполнено не было).

 

По программе ГИ требовалось провести на первом опытном самолете 22 полета. В ходе ГИ на 1-м самолете фактически было выполнено 34 полета с налетом 12 ч 48 мин. (по данным Акта ГИ, по др. данным – 13 ч 25 мин.). Самолет отвечал ТЗ за исключением скоростей по всем высотам (недотягивал на 10…20 км/ч). Было решено построить опытную серию самолетов «100» (выполнено не было), а также сделать на его базе модификацию – пикирующий бомбардировщик.

 

Самолет был передан в 63-ю БАБ ВВС ЧФ, в составе которой он принял участие в первых боях Отечественной войны.

 

«100» 2М-105ТК «дублер» 2-й опытный, высотный многоцелевой истребитель. Построен заводом № 156 в начале 1940 г. От 1-го самолета имел ряд существенных отличий:

• площадь ВО увеличена;
• внешние законцовки ГО сняли, в связи с чем была изменена конструкция килей;
• введена внутренняя подвеска бомб 25…100 кг (6 шт., АО, ФАБ и ПросАБ).

 

Совершил первый полет по программе ЗИ весной 1940 г.

 

По окончании ЗИ был передан на ГИ в НИИ ВВС КА. Ведущим по проведению ГИ был назначен летчик-испытатель НИИ ВВС к-н А.М. Хрипков. По программе ГИ самолет № 2 должен был выполнить 22 полета.

 

Во время 2-го полета по программе ГИ произошла катастрофа: из-за незатянутой гайки в топливопроводе возникла течь, при срабатывании электромеханизма щитков загорелись провода, кабину затянуло дымом. Летчик Хрипков принял решение садиться на луг с выпущенными шасси. В это время на лугу прогуливалась группа детей с воспитательницей. Летчик их не видел и совершил посадку прямо на них и все они погибли. Машина перевернулась и была полностью разбита.

 

Оргвыводы: признаки аварийной ситуации были на лицо, экипаж не мог видеть людей на площадке и виновен, причиной катастрофы является небрежность техстсостава, 3 человека ИТС получили выговоры. Самолет не восстанавливался.

 

Всего по программе ГИ до катастрофы самолет сделал 2 полета общей продолжительностью 37 мин.

 

Предполагаемый серийный самолет ВИ

 

ВИ-100 («100») войсковой серии, многоцелевой высотный истребитель и скоростной бомбардировщик. В начале 1939 г. было принято решение о постройке 10 самолетов ВИ-100 на заводе № 39, но в 1940 г. число сократили до 5 самолетов и передали задание заводу № 22, остальные 5 требовалось построить в варианте ВБ-100.

 

Решение не было выполнено в связи с загруженностью производства предприятия (НКАП предлагал взамен построить серию ВИ-100 на заводе № 156, но в ВВС отказались), а затем из-за изменений планов ОКБ с началом войны (с момента эвакуации предприятия все работы по теме были по факту прекращены), но оставалось в силе до весны 1942 г., когда было отменено Постановлением ГКО – его проект был подготовлен 19 апреля 1942 г., решение вступило в силу в середине 1942 г.

 

Однако уже в августе 1942 г. Нарком АП А.И. Шахурин распорядился возобновить строительство самолетов, но строить их в варианте высотного бомбардировщика ВБ, см. ниже.

 

Ни один самолет построен не был.

 

«ВИ» 2М-105Р 2ТК-2 проект во 2-й редакции, высотный истребитель. Проектировался на базе самолета «100», но с учетом того, что было принято решение о запуске в большую серию самолета ПБ-100 (Пе-2). От самолета «100» самолет имел отличия:

• в конструкцию силовой установки внесены изменения в соответствии с заменой двигателей – новые имели меньшую частоту вращения винта, что позволяло увеличить его диаметр и тягу;
• по планеру унифицирован с серийным самолетом Пе-2;
• изменено вооружение (см. ТТХ).

 

Проектирование начато весной 1941 г., когда было завершено освоение в производстве самолета Пе-2. Макет самолета был утвержден 30.05.41 г.

 

Согласно проекту Плана опытного самолетостроения на 2-ю половину 1943 г. работы по проекту прекращались.

 

«ВИ» 2М-105Р 2ТК-2 серийный, высотный истребитель. Согласно Постановления СНК СССР от 05.04.41 г. завод № 22 должен был строить серию из 5 самолетов «ВИ» 2М-105Р с ТК и изготовить 1-й опытный образец самолета, а к 15.07.41 г. – 2-й.

 

Началось изготовление отдельных агрегатов самолета, но завершена их постройка не была в связи с решением проводить дальнейшую разработку самолета в виде пикирующего бомбардировщика ПБ-100.

 

Согласно проекту Плана опытного самолетостроения на 2-ю половину 1943 г. работы по проекту прекращались.

 

Предполагаемый серийный самолет ВБ

 

ВБ-100 («100») войсковой серии, многоцелевой высотный скоростной бомбардировщик. Вероятно, от ВИ-100 отличался сокращенным стрелково-пушечным и усиленным бомбардировочным вооружением.

 

В 1940 г. было принято решение о постройке 5 самолетов ВБ-100 на заводе № 22. Это было подтверждено Постановлением СНК СССР от 05.04.41 г., на основании которого велось дальнейшее финансирование проекта.

 

Первоначально предполагалось делать самолет по типу опытного образца ВИ-100 № 2 с двумя гермокабинами. Однако затем было принято решение перейти на компоновку с одной гермокабиной, приблизив конструкцию самолета ВБ-100 к серийному самолету ПБ-100 – Пе-2.

 

Решение не было выполнено в связи с загруженностью производства предприятия (НКАП предлагал взамен построить серию ВИ-100 на заводе № 156, но в ВВС отказались), а затем из-за изменений планов ОКБ с началом войны (с момента эвакуации предприятия все работы по теме были по факту прекращены). Тем не менее, решение о проектировании и строительстве 5 самолетов ВБ оставалось в силе до весны 1942 г., когда было отменено Постановлением ГКО – его проект был подготовлен 19 апреля 1942 г., решение вступило в силу в середине 1942 г. На этот момент готовность КД была 75%.

 

Однако уже в августе 1942 г. Нарком АП Шахурин распорядился возобновить строительство самолетов в количестве 10 машин, но строить их в варианте высотного бомбардировщика ВБ со значительными дальнейшими изменениями, см. ниже:

• вместо V-образных двигателей М-105 2ТК-2 водяного охлаждения установить звездообразные М-88ФН ТК воздушного охлаждения;
• вместо трехлопастных воздушных винтов ВИШ-42 или ВИШ-61 установить четырехлопастные;
• из состава СУ исключить водяные радиаторы и заменить радиаторы масляные;
• в связи с заменой моторов изменить конструкцию систем СУ – крепления моторов, запуска, топливного и масляного питания, наддува, управления, охлаждения, а также капотов моторов;
• увеличить прочность планера, доведя перегрузку на выходе из пике до 10,5 ед.;
• сделать новое крыло с геометрией по типу деревянного крыла Пе-2 (с улучшенным профилем), но цельнометаллическое усиленной прочности и с изменениями в связи с изменением систем наддува и маслопитания моторов;
• изменить конструкцию гермокабины и ее СКВ;
• оборонительный пулемет ШКАС заменить на БТ.

 

Отработку новой ВМГ произвести на специально переоборудованном самолете Пе-2.

 

Эти предложения Главный конструктор ОКБ-22 Путилов направил в НКАП Шахурину 9 сентября 1942 г.

 

Согласно проекту Плана опытного самолетостроения на 2-ю половину 1943 г. работы по проекту прекращались.

 

Ни один самолет построен не был.

 

Подробные тактико-технические данные самолета смотрите в таблице ТТХ самолета 100

 

Состав вооружения и оборудования основных построенных и проектируемых вариантов самолета смотрите в таблице АВ и АО самолета 100

 

Смысл использованных в статье и таблицах определений, понятий и сокращений можно узнать, открыв наш краткий словарь по авиации и ракетной технике.

 

Список использованных источников:

 

1. Багратинов В.А. Крылья России. М., ЭКСМО, - 2005 г.
2. Котельников В., Медведь А., Хазанов Д. Пикирующий бомбардировщик Пе-2. / "Авиация и Космонавтика", №5-6, - 2004 г.
3. Медведь А., Хазанов Д. Пе-2 в бою. «Гвардия, в огонь!». М., «Яуза», «Эксмо», - 2015 г.
4. «Отчет по гос. испытаниям опытного самолета "100" 2М-105 с 2ТК-2 и герметическими кабинами» от 28.05.40 г.
5. Самолетостроение в СССР. 1917 – 1945 гг. Под ред. академика Г.С. Бюшгенса и др. Кн. 1 и 2. Жуковский, ЦАГИ, - 1992 - 1994 г.
6. Шавров В.Б. История конструкций самолетов в СССР. 1938-1950 гг. М., "Машиностроение", -1988 г.
7. Родионов И. Хронология авиации // http://www.airforce.ru/history/chronology