В-29, Ту-4-стратегические близнецы

Создание самолета В-29 «Суперфо-ртресс» явилось результатом сотрудничества всех видов инженерного и технологического искусства, кооперирование которых по своему объему уступает лишь работам по созданию и применению первой атомной бомбы.
Мысленно постараемся оказаться в начале 1940 года. В это время в США авиационная промышленность сидела на голодном пайке. Хотя были разработаны и освоены в серии несколько типов первоклассных боевых самолетов, ассигнования на их серийное производство оказались мизерные: Америка все еще считала, что пожар мировой катастрофы минует ее. Кое-кто в Штатах серьезно предполагал, что небольшие ВВС и мощный флот, а также 322 самолета гражданских авиалиний с 1200 пилотами способны сдержать ВВС любого противника. Конгресс США говорил на своих заседаниях о программе перевода промышленности на военные рельсы, но правительство, сдерживаемое изоляционистскими настроениями в обществе, формально держалось в стороне. Потребуется крах Европы. Перл-Харбор, чтобы вывести Америку из спячки, и вся ее мощь ляжет на чашу весов свободы.


Но в спячке обманчивого мира пребывали не все. Из Дайтона, штат Огайо, штаб-квартиры Управления Материального Снабжения Воздушного Корпуса Армии США, направляется большой коричневый конверт с печатью Военного Департамента. Адрес получателя — Сиэтл, штат Вашингтон, мистеру Джонсону, Президенту Авиационной Компании Боинг.
5 февраля 1940 года коричневый конверт приходит к Боингу. В конверте — документ-задание на сверхбомбардировщик, озаглавленный «Спецификация R-40B». Командование авиационного корпуса армии США (USAAC) проявляло интерес к бомбардировщику, который должен был превзойти по своим данным В-17 «Флаинг Фортресс». К спецификации «R-40B» были приложены технические требования, носившие номер ХС-218. Согласно этим требованиям, Авиационному корпусу армии США требовался бомбардировщик с дальностью 8600 км, с большей скоростью и бомбовой нагрузкой, чем у В-17. Речь шла о создании мощного инструмента войны, способного достать и уничтожить авианосные соединения противника (естественно, речь шла о японском флоте, военные смотрели на год вперед), когда эти корабли находятся еще на расстоянии двух дней пути до места старта своих палубных самолетов для удара по городам США. Спецификацию «R-40B» военные разослали, помимо Боинга, фирмам Консолидейтэд, Дуглас и Локхид. Всем было предложено начать предварительное проектирование и передать свои предложения на конкурс. Срок оговаривался военными: 30 дней!
Через три недели фирма Боинг делает свой первый шаг в борьбе за заказ на будущий В-29:она представляет материалы на бомбардировщик «Модель 341», с летно-тактическими данными, удовлетворявшими требования военных. На 1940 г. он был наиболее совершенным самолетом в своем классе, сочетавшим прекрасную аэродинамику с минимальными размерами для дальности полета 8600 км с бомбовой нагрузкой 910 кг, сбрасываемой на половине этого расстояния, и с максимальной скоростью 650 км/ч.
«Модель-341» родилась на фирме Боинг, естественно, не за 30 суток, отпущенных USAAC, а стала плодом длительной эволюции, начало которой можно отнести к марту 1938 года. Именно тогда штаб USAAC, в поисках "экономного способа перевооружения воздушных сил, обратился к фирме Боинг с предложением о герметизации кабины В-17.
Страна только-только вылезла из кризиса благодаря новому курсу Президента Ф. Д. Рузвельта, и средства, отпущенные на приобретение боевых самолетов, были чрезвычайно скудными; все решения правительства США по оборонным вопросам носили на себе печать глубокой экономии. В 1938 году на всю военную авиацию, включая закупку новых самолетов, эксплуатацию и подготовку личного состава было выделено всего 62 602 727 долларов, — сумма, меньшая стоимости приобретения одного линкора.
При проектировании тяжелого бомбардировщика уже в тот период наметилось несколько наиболее важных новых технических подходов.
Бомбардировщик будущего должен иметь герметичную кабину, чтобы обеспечить удобства для экипажа и позволить самолету летать на больших высотах, выше непогоды и огня зенитной артиллерии, трехколесное шасси, с носовым колесом облегчающее маневрирование на земле и обеспечивающее большую безопасность на взлетно-посадочных режимах; большую дальность полета, ведь будущий противник расположен за океаном; большая скорость на высоте — надежная защита от атак истребителей ПВО; большая бомбовая нагрузка — эффективность выполнения боевого задания. Система загрузки полезным грузом должна была предусматривать большое разнообразие комбинаций между загрузкой топливом и бомбами, и как следствие — необходимость иметь фюзеляж больших размеров с емкими бомбоотсеками.
Фирма Боинг сосредоточила свои усилия на возможности модернизации существующих конструкций. Была исследована возможность приспособления под новые требования опытного бомбардировщика ХВ-15, построенного в 1937 году, и выпускавшегося серийно В-17. В ходе исследований решался вопрос о переоборудовании этих машин в самолеты с герметичными кабинами и трехколесным шасси. Конструкторы решали: можно ли на их базе сделать бомбардировщики с большей скоростью и дальностью полета, смогут ли новые машины поднимать большую бомбовую нагрузку?
Из параллельно проведенных исследований за первую половину 1938 года появились два предварительных проекта: «Модель 316», модернизированный вариант ХВ-15, и «Модель 322» — улучшенный вариант В-17.
Оба проекта не вышли из стадии эскизного проектирования. Фирма Боинг, ее конструкторы прекрасно понимали, что до самого быстрого и самого мощного самолёта, который хотели получить военно-воздушные силы, еще далеко. Хотя «модель 316» даже попала в реестр USAAC под обозначением Y1B-20, работы над этими проектами были прекращены.

Дальше последовала череда деловых переговоров с представителями USAAC. Основная мысль и содержание этих совещаний заключалась в постоянных напоминаниях военных о том, что наступит день, когда Штатам могут потребоваться тяжелые бомбардировщики современной конструкции, поэтому неплохо бы начать думать заранее об этом вопросе, но денег на новые программы не было, и все заканчивалось на официальном уровне обсуждением тактических и технических проблем.
Несмотря на отсутствие финансирования, фирма Боинг готовилась морально к тому моменту, когда «Дядя Сэм» раскошелится на новый бомбардировщик и линии на ватмане превратятся в реальный металл.
Наступивший 1939 год стал годом непрерывной экспансии и шантажа стран Оси и их европейских союзников. Этот год был годом скрытой подготовки для USAAC и для американской авиационной промышленности. 12 января 1939 года Рузвельт запросил конгресс о пересмотре заказов на боевые самолеты, об отпуске 300 ООО ООО долларов на их приобретение, о подготовке 20 ООО гражданских летчиков. Затем 3-го апреля появился закон об увеличении воздушных сил — разрешалось приобрести 6000 самолетов, главным образом, учебных и предусматривающий призыв резерва офицеров USAAC на действительную службу. Количество личного состава USAAC мирного времени было увеличено до двух тысяч двухсот офицеров и сорока пяти тысяч рядовых.
В январе 1939 года конструкторы фирмы Боинг отбросили мысль об использовании существующих конструкций и всерьез занялись бомбардировщиком «Модель 333». Новый проект в огромной степени отражал последние идеи в области аэродинамики.
Самолет должен быть аэродинамически совершенным и иметь минимальные размеры с тем, чтобы наилучшим образом выполнить стоящие перед ним задачи. «Модель 333» стала явным разрывом с традициями, машиной — с хорошими аэродинамическими формами, четырьмя двигателями, расположенными тандемом. Двигатели располагались один за другим в двух мотогондолах. Один работал на тянущий винт, другой — на толкающий. Опыт локальных конфликтов 30-х годов заставил установить на самолет герметичную хвостовую пулеметную установку (впервые в практике фирмы Боинг), и также впервые появились два бомбовых отсека, расположенных в фюзеляже один за другим. Задняя и передняя гермокабины соединились герметичным туннелем-лазом.
Самолет «Модель 333» — высокоплан с четырьмя двигателями Аллисон-У1710, со взлетной мощностью по 1150 л. с, должен был иметь полетную массу 18 600 кг, в перегрузочном варианте — 22 100 кг. Максимальная бомбовая нагрузка составляла 2640 кг, оборонительное вооружение — 5 пулеметов калибра 12.7 мм и один — 7.62 мм (в хвостовой установке). Экипаж — 6 человек. Дальность полета с 908 кг бомб — 5500 км, максимальная скорость на высоте 4550 м — 495 км/ч. Размах крыла — 33.2 м, длина самолета — 24.6 м.
При рассмотрении проекта «Модели 333» выявились присущие этой схеме общие недостатки: двигатели, расположенные сзади, трудно было охлаждать; при больших воздушных винтах, установленных на задних двигателях, неизбежно требуется высокое и тяжелое шасси.
Из-за своеобразного расположения двигателей трудно было справиться с вибрационными и крутильными нагрузками на крыле.
Следующим шагом стали проекты самолетов: «Модель ЗЗЗА», «модель 333В» и «Модель 334». Особенностью этих проектов было расположение двигателей внутри крыла самолета. Проекты предложены в период с января по март 1939 года. Самолеты представляли собой монопланы с высоко расположенным крылом, герметичной кабиной и трехколесным шасси. Силовые установки внутри крыла были еще лишь в смелых умах конструкторов-двигате-лестроителей: фирмы Райт, Пратт и Уитни только предполагали разработать двигатели жидкостного охлаждения, котоые можно было разместить внутри крыла самолета. Во всех этих проектах разработчики пытались достичь максимального совершенства аэродинамики самолета.
Однако использование таких двигателей привело бы к сокращению запаса топлива в крыле и как следствие — к сокращению дальности полета.
Проекты «333», «ЗЗЗА» и «333В» при всей оригинальности технических решений явно не соответствовали концепции супербомбардировщика, слишком мала была дальность полета.
Последней попыткой использовать идею двигателя в крыле стал проект «Модель 334». Новым в нем было использование разнесенного двухкилево-го оперения для улучшения обстрела назад, при этом отказались от кормовой пулеметной установки, что дало отрицательный результат. Двигатели Пратт и Уитнй 1800, с горизонтальным расположением цилиндров, с взлетной мощностью 1850 л. с. Максимальная бомбовая нагрузка — 3560 кг, оборонительное вооружение — 5 пулеметов калибра 7.62 мм и 3 пулемета калибра 12.7 мм. Экипаж — 9 человек. Дальность с 908 кг
бомб — 7250 км, максимальная скорость 628 км/ч на высоте 6100 м. Размах крыла — 36.6 м, длина самолета — 25.5 м. Полетная масса поднялась до 22 600 кг, при перегрузочной — 30 000 кг. Этот проект по некоторым параметрам (дальность, скорость) приближался к требованиям супербомбардировщика, но был явно нежизненным из-за нереальности силовой установки.
После выполнения громадной исследовательской работы в течение марта, апреля и мая конструкторы фирмы Боинг пришли к выводу, что длинные валы трансмиссий, требующиеся для силовых установок самолетов моделей «333» и «334», приводят к усложнению конструкции, снижению надежности, и что самое важное то, что толстое крыло с большим сопротивлением ликвидировало большинство преимуществ в аэродинамике при внутрикрыльевой установке двигателей. Увеличивалась масса конструкции крыла, — уменьшался запас топлива. Кроме того, был большой риск использования новой непроверенной конструкции самолета в сочетании с двигателями абсолютно новой конструкции. Таким образом, выигрыш от предложенной схемы был скорее теоретическим, нежели практическим, поэтому в июле 1939 года разработчики полностью отказались от серии проектов «333 — 334» и спроектировали самолет «Модель 334А».
Во время всех предварительных проработок конструкторы избегали поднимать величину удельной нагрузки на крыло. Эти опасения были в то время почти манией в авиационной промышленности, и не только в США. Мысль о том, что высокая нагрузка на крыло означает недопустимо большую посадочную скорость, парализовала проектировщиков новых самолетов, тормозя дальнейшее развитие авиации. До того, как конструкторы фирмы Боинг полностью проработали свой следующий проект «Модель 334А», они должны были сломать психологический барьер, и прежде всего, в себе самих, и убедить себя, что проблема увеличения нагрузки является результатом состояния их мышления и не более. Проведенные исследования убедили их в том, что с момента взле-та высокая нагрузка на кв. м крыла имеет положительные качества с точки зрения снижения сопротивления, увеличения аэродинамического качества и дальности полета. Необходимо было принимать конструктивные меры для улучшения взлетно-посадочных характеристик такого нагруженного крыла. Задачей конструкторов было спроектировать посадочные щитки-закрылки, чтобы обеспечить приемлемую взлетную и посадочную дистанции самолета. Задуманный в июле 1939 года, самолет «Модель 334А» резко отличался от предыдущих проектов, и прежде всего резко увеличившейся нагрузкой на крыло.
Почти немедленно конструкторы поняли, что «Модель 334А» является проектом, имеющим большие резервы. Они знали, что должны торопиться.
С небывалой удельной нагрузкой на крыло 230 кг/м2 (для сравнения проект «316» имел 151 кг/м2, «322» -171 кг/м2, «333» — 166 кг/м2, «334» — 195 кг/м2), «Модель 334А» представляла собой самолет с крылом большого размаха и удлинения. На языке молодого поколения конструкторов это был «сверхсамолет». Проект «Модель 334А», по существу, стал первым «кровным предком» В-29, являя собой пример перехода от эволюционного развития исходной модели к революционному рывку, приведшему к нужному результату.
Согласно предложенному проекту самолет «Модель 334А» представлял собой моноплан с высоко расположенным крылом, герметичной кабиной, трехколесным шасси с носовым колесом и од-нокилевым оперением. Самолет проектировался под силовую установку, состоящую из 4 двигателей Райт R-2800 взлетной мощностью по 2000 л. с. Расчетная полетная масса самолета равнялась 25 000 кг, перегрузочная — 30 000 кг. Максимальная бомбовая нагрузка — 3560 кг, оборонительное вооружение — 5 пулеметов калибра 7.62 мм и три — калибра 12.7 мм. Экипаж — 9 человек. Дальность полета с 908 кг бомб — 8600 км, максимальная скорость на высоте 4870 м — 628 км/ч. Размах крыла — 41.7 м, длина самолета — 24.4 м.
«Модель 334А» была новым словом в авиационном проектировании тяжелых бомбардировщиков; теперь был только один вопрос — сумеет ли это новое оправдать себя на практике.
В течение всего лета 1939 года конструкторы фирмы Боинг вели борьбу со многими неизвестными, окружавшими крыло с большой удельной нагрузкой. Они доказали, что можно создать щиток-закрылок достаточно больших размеров и с хорошей эффективностью, тем самым облегчить взлет и посадку самолета. Им пришлось изучить материалы исследований профилей для крыльев с большой нагрузкой, провести большой объем исследований в аэродинамических трубах, после чего они убедились, что находятся на правильном пути.
В течение весны и лета 1939 года продолжались обсуждения с представителями USAAC того, каким должен быть сверхбомбардировщик, требующийся для надвигающейся войны. В этих обсуждениях участвовали Клар Эгтвед, Президент фирмы Боинг, создатель В-17, Уэлвуд Е. Бэлл, главный конструктор летающей лодки «Клиппер» («Модель 314»), Эдвард С. Уэлс, заместитель главного конструктора В-17, и Лайсли А. Вуд, автор проекта «316». От военных в этих полуофициальных встречах участвовали генерал Арнольд, командующий USAAC, бригадный генерал Эндрюс, один из первых убежденных сторонников эффективности тяжелых бомбардировщиков с большой дальностью полета и хорошим оборонительным вооружением, полковник Оливер Р. Эколс, руководивший Управлением Материального Снабжения USAAC, и другие представители будущего заказчика «сверхбомбардировщика», от которых напрямую зависело, получит ли заказ фирма Боинг.

Анализируя вопросы, поднимаемые на этих совещаниях, которые, в основном, касались увеличения дальности полета и бомбовой нагрузки, специалисты фирмы Боинг в августе 1939 года начали разработку самолета, получившего индекс «Модель 341».
С этого момента конструкторы, ведшие предварительное проектирование, убедились, что они «играют наверняка», хотя официальные требования придут из Райт-Фильда только через шесть месяцев. Было ясно, что наконец делается то, что USAAC закажет, и закажет в больших количествах. Под проект «341» увеличили количество работников, занятых в создании «супербомбардировщика».
Хотя масса пустого самолета «Модель 341» была только на 2700 кг больше соответствующей массы «Модели 334А», масса полезной нагрузки в нем была вдвое больше. Размах крыла самолета был меньше на 3,0 м, но сам самолет был длиннее на 1,5 м. Площадь крыла была уменьшена на 6,5 м2, при этом удельная нагрузка на крыло увеличилась с 230 до 312 кг/м2. При сохранении той же самой дальности полета, этот самолет имел массу вооружения на 530 кг большую, чем "Модель «334А». Без бомб самолет «Модель 341» должен был иметь дальность 11000 км.
Работая в тесном контакте с группой летных испытателей и аэродинамиками, конструкторы поставили себе чрезвычайно высокие требования при проектировании самолета «Модель 341». Все стыки обшивки крыла должны были быть сделаны заподлицо. Вся внешняя клепка должна была быть потайной, никаких выступающих наружу частей.
Фары и аэронавигационные огни, дренажи топливной системы, термометры и трубки «Пито» не должны выступать за контур обшивки. В противном случае требования по скорости и дальности будет выполнить крайне трудно. Для крыла самолета выбрали новый профиль типа Боинг 111.
В декабре 1939 года, веря в успех дела, фирма Боинг на свои деньги начала строить деревянный макет самолета.
«Модель 341» представляла собой моноплан со среднерас-положенным крылом с трехколесным шасси (по 1 колесу на каждой стойке). Силовая установка — аналогичная «Модели 334А». Максимальная бомбовая нагрузка — 4500 кг, оборонительное вооружение — 6 пулеметов калибра 12,7 мм, с непосредственным ручным управлением. Экипаж — 12 человек. Расчетная полетная масса 34400 кг, с перегрузкой 38 000 кг. Дальность полета с бомбовой нагрузкой 908 кг — 8500 км, при максимальной перегрузке — 11200 км. Максимальная скорость на высоте 7500 м — 647 км/ч. Размах крыла — 34,7 м, длина самолета 26 м.
Когда 5 февраля 1940 года была получена спецификация USAAC «R-40B» с ТТТ «ХС›218», работы по отработке проекта для его предъявления заказчику были форсированы.
В сентябре 1939 года началась вторая мировая война. В воздухе над Европой стали реально проверяться все те концепции воздушной войны, которые до этого были лишь предметами изучения специалистами ВВС различных стран. В воздушных боях проверялось техническое совершенство боевой авиационной техники, делались первые выводы, иногда парадоксальные, с точки зрения мирного времени. В частности, очень быстро изменились взгляды о достаточности оборонительного вооружения самолетов-бомбардировщиков.
Первоначальные взгляды офицеров USAAC, выдававших Боингу спецификацию «R-40B» в начале марта, к концу марта, после изучения «Модели 341», и под воздействием первых сообщений с Европейского ТВД, существенно изменились. В этом месяце Райт-Филд передает дополнительные технические требования, существо которых определялось следующим: «Дайте нам другой самолет, — с большей бомбовой нагрузкой, с протежированными бензобаками и более мощным оборонительным вооружением». Конструкторы, упорно работавшие над проектом «341», опять с не меньшим рвением взялись за работу. Март — апрель 1940 года, создается самолет «Модель 345». Этот проект отражал требования USAAC сделать каждый военный самолет самолетом способным вести воздушный бой. Различия между «Моделью 341» и «Моделью 345» определила война.
Самолет «Модель 345» представлял собой моноплан со среднерасположен-ным крылом, трехколесным шасси со сдвоенными колесами, с главными стойками, убирающимися в мотогондолы вместо уборки в крыло, как это было на всех предыдущих моделях. Впервые сдвоенные колеса появились и на передней стойке. Двигатели — Райт «R-3350, взлетной мощностью по 2200 л. с. Нагрузка на крыло — 318 кг/м. Оборонительное вооружение — 10 пулеметов калибра 12,7 мм и одна 20-мм пушка. Пулеметы были размещены в 4 убирающихся фюзеляжных турелях и в хвостовой механизированной установке. Стрелково-пушечные установки имели дистанционное управление с наводкой через перископ. Экипаж — 12 человек. Расчетная полетная масса — 44300 кг, перегрузочная — 51000 кг. Дальность полета с бомбовой нагрузкой 908 кг — 9600 км. Максимальная скорость на высоте 7600 м — 620 км/ч. Размах крыла — 43,0 м, длина самолета — 28,2 м.
Новыми в проекте были более мощные двигатели Райт R-3350, компоновка и состав оборонительного вооружения. Опыт начавшейся войны потребовал ввести протектированные топливные баки, что увеличило массу конструкции на 1360 кг. Для сохранения дальности пришлось добавить еще 900 кг топлива. Увеличение массы вооружения на 1150 кг
также потребовало добавления еще 730 кг топлива. Таким образом, емкость топливных баков „Модели 345“ составила 20500 л, или на 4800 л больше, чем у „Модели 341“ (по оценке фирмы Боинг, для сохранения постоянной дальности в 8600 км требовалось на каждый кг увеличения массы самолета дополнительно около литра топлива). В результате, самолет „Модель 345“ оказалась почти на 12500 кг тяжелее „Модели 341“.

Военный Департамент продемонстрировал свою веру в „Модель 345“, уполномочив фирму Боинг израсходовать 85.862 долларов на дальнейшие проектные работы и изготовление модели для продувки. 27 июня Боинг получил заказ и дополнительные средства для дальнейшей работы и постройки натурного деревянного макета „Модели 345“.
Длительные работы и идеи, заложенные в череду проектов компании само-лета-»супербомбардировщика", принесли свои первые плоды.
Как отмечалось выше, помимо фирмы Боинг, спецификацию «R-40B» получили фирмы Дуглас, Локхид и Консолидэйтед. В отличие от Боинга, эти фирмы вели работы над «супербомбардировщиком» с минимальным риском, идя по пути глубокой модернизации существующих образцов тяжелых самолетов.
Консолидэйтед предложила вариант модернизации В-24 (модель 32) в «Модель 33», а затем на его базе подготовила проект «Модель 33».
Дуглас представила проект «Модель 423», имевший в основе пассажирский ДС-4 и опытный ХВ-19 — первую попытку Дугласа сделать «супербомбардировщик».
Локхид занялась переделкой проекта своего транспортного самолета «Модель 49» (будущий «Констэлейшн») в "супербомбардировщик «Модель 51».
Все четыре проекта, включая и Боинговский, были в срок представлены заказчику. Проекты получают официальное обозначение согласно требованиям документа USAAC: «Модель 345» фирмы Боинг — ХВ-29; «Модель 51» фирмы Локхид — ХВ-30; «Модель 423» фирмы Дуглас — ХВ-31 и «Модель 33» фирмы Консолидэйтед — ХВ-32 (X — опытный, В — бомбардировщик, цифра — порядковый номер проекта бомбардировщика, принятого USAAC).
4 июня генерал Арнольд принимает решение: из четырех проектов он останавливается на двух — фирмы Боинг и Локхид. 24 августа фирма Боинг получает 3 615 000 долларов на изготовление двух прототипов самолетов ХВ-29 (серийные номера 41-002 и 41-003), а также планера для статических испытаний.
Впоследствии фирма Локхид отказалась от работ по проекту ХВ-30, и ее место заняла Консолидэйтед со своим ХВ-32.
14 декабря 1940 года Боингу был заказан третий прототип (серийный номер 41-18335).
6 сентября 1940 года Консолидэйтед получает контракт на изготовление двух прототипов ХВ-32 (серийные номера 41-141 и 41-142). В отличие от В-29, В-32 «Доминейтер» строился в сравнительно небольшой серии и использовался в ограниченных масштабах в конце войны на Тихом океане (всего было выпущено 115 серийных В-32).
Таким образом, ставка на смелые революционные технические решения, принятые при проектировании В-29, себя оправдала. В-29 вошел в историю как шедевр авиационной техники начала 40-х годов, во многом определившим пути развития тяжелого самолетостроения в мире.