СИЛА ОТДАЧИ

Александр Николаевич Медведь

Артиллерийское орудие и поршневой двигатель во многом сродни друг другу: оба устройства представляют собой тепловые машины, заставляющие некое тело (назовем его поршнем или снарядом) двигаться внутри трубы (назовем ее цилиндром или стволом), в которой заключен расширяющийся горячий газ. Но этого родства мало: большинство автоматических орудий реально имеют в своем составе газовый двигатель, энергия которого используется для экстрагирования гильзы, движения элементов подачи очередного снаряда, запирания ствола затвором и т.п. Словом, пушка и двигатель внутреннего сгорания - близкие родственники. В некоторых случаях (накануне и в годы Второй мировой войны) они даже становились единым агрегатом, который так и назывался - мотор-пушка. Такими "симбиотами" оснащались многие типы истребителей, построенных в СССР, Франции и Германии.

Наиболее широкое распространение в советской авиации получила в те годы 20-миллиметровая пушка ШВАК, созданная в ОКБ-15 Наркомата вооружения. Тысячи самолетов врага были уничтожены этим грозным оружием. Но мало кто знает, что на взгляд отечественных авиационных специалистов-вооруженцев это орудие к началу войны устарело и нуждалось в срочной замене. Более того, по крайней мере три образца более мощной авиапушки калибра 23 мм весной 1941 г. проходили испытания, а одна из них была даже запущена в серийное производство. К сожалению, судьба последней оказалась несчастливой: несмотря на неплохие тактико-технические данные и поддержку со стороны высокопоставленных руководителей, производство орудия было прекращено во второй половине мая 1941 г.

Летом 1940 г. реальной возможности выбора типа пушки у отечественных авиаконструкторов не было. Все типы "пушечных" самолетов оснащались уже упоминавшейся пушкой ШВАК, представлявшей собой "перестволенный" 12,7-миллиметровый пулемет, откуда, собственно, и взялось наименование образца: "Шпитальный - Владимиров авиационный крупнокалиберный". Патрон к этой пушке был получен следующим нехитрым способом: дульце гильзы при неизменной длине переобжали на калибр 20 мм, а снаряд пришлось выполнить толстым и "тупоголовым" с тем, чтобы не выйти за длину штатного пулеметного 12,7-миллиметрового патрона. Органические недостатки "ШВАКовского" снаряда стали ясны еще по результатам довоенных локальных конфликтов: недостаточное разрушающее действие при стрельбе по цельнометаллическим самолетам противника из-за малой массы снаряда (93…105 г) и малого количества взрывчатого вещества в нем; быстрое уменьшение скорости снаряда на траектории из-за неудовлетворительной аэродинамической формы (при этом увеличивалось время полета снаряда к цели, что приводило к промахам в условиях динамичного воздушного боя).

Да и сама пушка оказалась тяжеловатой - ее масса превышала 40 кг. Впрочем, по сравнению с зарубежными современницами ШВАК по внешним характеристикам смотрелась вполне "на уровне" и безусловно превосходила их по скорострельности. Кроме того, достоинством ШВАК в тот период можно считать звеньевое (ленточное) питание, что позволяло иметь на самолете относительно большой боекомплект.

Оценив итоги боевого применения отечественного стрелково-пушечного авиационного вооружения в Испании, на Халхин-Голе и в период советско-финской войны, руководство ВВС КА сделало в целом правильный вывод о целесообразности разработки более мощной пушки калибра 23 мм, а в перспективе - орудия калибра 37 мм. В то время созданием авиационных пушек и пулеметов занимались, главным образом, три организации: широкопрофильное и весьма мощное тульское ЦКБ-14 и два московских конструкторских бюро - ОКБ-15 во главе с Б.Г. Шпитальным и ОКБ-16, возглавлявшееся Я.Г. Таубиным. Последние два ОКБ были специализированными и занимались в указанный период преимущественно авиационной проблематикой. Конструктор Б.Г. Шпитальный мог гордиться двумя принятыми на вооружение образцами оружия: пулеметом ШКАС (Шпитальный-Комарицкий авиационный скорострельный) винтовочного калибра и уже упоминавшейся пушкой.

Ни одна из разработок Я.Г. Таубина до 1940 г. на вооружение принята не была. Однако Яков Григорьевич был весьма настойчивым, изобретательным и твердо верящим в свою звезду руководителем коллектива, который состоял из способных, молодых и творчески настроенных сотрудников, накопивших с 1934 г. (момента создания ОКБ) немалый опыт. Именно этот коллектив еще в 1938 г. создал первый в нашей стране автоматический гранатомет под модифицированную винтовочную гранату Дьяконова калибра 40,8 мм. И хотя в серию он не попал (ставку сделали на 50-миллиметровый ротный миномет, в годы войны зарекомендовавший себя малоэффективным боевым средством), но спустя 30 лет идея нашла воплощение в автоматическом гранатомете "Пламя".

С 1938 г. ОКБ-16 стало заниматься разработкой 23-миллиметровой авиапушки. Используя опыт создания гранатомета, пушку стали строить по схеме с длинным ходом ствола и с магазинным питанием. Магазин пушки представлял собой довольно сложное устройство, в состав которого входили девять реек, каждая из них снаряжалась девятью патронами. При длинном ходе ствола скорострельность пушки получилась равной 300 выстр./мин. Заказчик - управление вооружения ГУ ВВС КА - немедленно высказал свое неудовлетворение, поэтому схему пушки пришлось изменить: был применен короткий ход ствола и введен рычажный ускоритель затворного узла для сохранения хода затвора на прежнюю длину. В этом виде пушка получила наименование МП-6 (она же ПТБ-23 - пушка Таубина-Бабурина, М.Н. Бабурин был ведущим по этому орудию в ОКБ-16). Ее скорострельность была доведена до 600 выстр./мин.

Важной "изюминкой" пушки можно считать применение в ее конструкции гидравлического тормоза отката. Дело в том, что обычно в то время при создании малокалиберных пушек конструкторы использовали пружины для гашения отката ствола. Как известно, сила сопротивления пружины возрастает по мере ее сжатия, поэтому поглощаемая ею энергия пропорциональна квадрату величины деформации (длины отката). Сила сопротивления гидравлического тормоза примерно постоянна на всем протяжении отката ствола, поэтому поглощаемая тормозом энергия пропорциональна длине отката.

Параллельно с ОКБ-16 за создание 23-миллиметровой пушки взялись конструкторы из ЦКБ-14 А.А. Волков и С.А. Ярцев (их пушка впоследствии стала известна как ВЯ или ТКБ-201), а также Салищев и Галкин (СГ-23 или ТКБ-198) из этой же организации. В конце лета 1940 г. пушка Таубина-Бабурина расценивалась как фаворитка в развернувшемся соревновании. Мало того, что она была наиболее доведенной из трех указанных образцов (но это не значит, что у нее не было дефектов и недостатков), она была легче конкурентов приблизительно на 12...23 кг. Снаряд массой 197 г (вдвое тяжелее снаряда ШВАК) пушка МП-6 отправляла к цели с начальной скоростью 900 м/с (на 100 м/с больше, чем у снаряда ШВАК). Осколочно-зажигательный снаряд снаряжался зажигательной смесью ДУ-5 (6,5 г), а также тротил-гексогеновой смесью ТГ-60 (9,3 г). Бронебойный снаряд массой 195 г на расстоянии 500 м пробивал 36…44 мм, а на расстоянии 1000 м - 28…34 мм брони, установленной по нормали к траектории. Столь мощным оружием руководители ВВС КА планировали оснастить самолеты нового поколения. В первую очередь речь шла о бронированном штурмовике, способном эффективно бороться с танками противника, а также об одномоторном истребителе.

26 июня 1940 г. маршал К.Е. Ворошилов подписал постановление Комитета Обороны (КО), которым конструктору В.С. Ильюшину предписывалось выпустить в 1940 г. 10 самолетов БШ-2 войсковой серии (будущие Ил-2). Военные настаивали на усилении наступательного вооружения штурмовика, поэтому вместо четырех пулеметов ШКАС, которые имелись на опытной машине, самолеты для войсковых испытаний должны были оснащаться двумя пушками Таубина-Бабурина и двумя ШКАСами. Из-за неготовности мотора АМ-38 и большого объема переделок в конструкции самолета (главный конструктор принял решение ликвидировать рабочее место стрелка-радиста и смонтировать за спиной у летчика дополнительный бензобак) указанное постановление КО не было выполнено.

В то время ильюшинское КБ буквально задыхалось под грузом проблем, время работало против него. "На пятки" ильюшинцам наступал бронированный штурмовик конструкции П.О. Сухого, которому симпатизировал новый нарком обороны С.К. Тимошенко. На двух авиазаводах - московском № 39 и воронежском № 18 свертывалось серийное производство бомбардировщика ДБ-3Ф конструкции С.В. Ильюшина и вместо него начиналось освоение самолетов других разработчиков. Промедление с внедрением БШ-2 грозило С.В. Ильюшину полной потерей всяческих перспектив на будущее, ведь за полтора десятилетия в авиапроме он успел нажить не только друзей, но и могущественных врагов. Достаточно указать, что приказом наркома авиапромышленности А.И. Шахурина от 3 октября 1940 г. С.В. Ильюшин должен был отправиться на маломощный ленинградский авиазавод № 381 и там до конца года (!) организовать выпуск десяти БШ-2 войсковой серии. Естественно, этот приказ выполнен не был.

Имелись у С.В. Ильюшина и влиятельные сторонники. Один из них - заместитель наркома А.И. Шахурина по опытному строительству, молодой авиаконструктор и нештатный консультант И.В. Сталина по авиации А.С. Яковлев оказал неоценимую услугу своему учителю и старшему товарищу по военно-воздушной академии им. Н.Е. Жуковского. По-видимому, не обошлось без соответствующего доклада главе советского правительства о БШ-2. Во всяком случае, в ноябре-декабре 1940 г. отношение к ильюшинскому штурмовику со стороны А.И. Шахурина резко переменилось: он вдруг стал "нужен ВВС КА незамедлительно". Сам Александр Иванович весьма тактично написал в мемуарах об этом этапе: "Сказать откровенно, штурмовик Ильюшина не всеми был принят: раздавались и неодобрительные и осторожные голоса. Потребовались большие усилия, чтобы изменить отношение к этому самолету".

Как бы там ни было, в декабре 1940 г. С.В. Ильюшин выиграл желанный "приз": его штурмовик получил официальное обозначение Ил-2 и постановлением правительства был запущен в серийное производство на одном из самых мощных авиазаводов страны - воронежском № 18, и заказ на 1941 г. был немалый - 1200 машин. Однако сроки на освоение штурмовика вновь отводились исключительно короткие - до 1 марта 1941 г. следовало сдать те самые 10 самолетов для войсковых испытаний, причем именно с пушками МП-6. 23 декабря 1940 г. специалисты НИИ ВВС КА отметили в очередной сводке о ходе работ по штурмовику: "Начаты работы по установке пушек Таубина…" События разворачивались быстро, как снежный ком скатывается с горы. В январе и феврале 1941 г. число заводов, осваивающих производство Ил-2, выросло до четырех, причем все они должны были строить штурмовик по единым чертежам, а любые изменения в конструкцию машины и технологию изготовления разрешалось вносить только с разрешения наркома авиапромышленности. Невыполнение этого требования расценивалось как "преступление, которое наносит вред государству и подрывает интересы страны…" Но ведь пушечной установки с МП-6 для Ил-2 еще фактически не было! Впрочем, справедливости ради надо указать, что и для пушек ШВАК нужно было еще найти место в крыле штурмовика.

Из разнообразных мемуаров известно: встретившись с затруднениями "системного уровня", некоторые наши главные конструкторы прибегали к такому маневру: обостряли внимание к реальным или мнимым недостаткам агрегатов и узлов, которые поставлялись разного рода "сторонними организациями", всячески подчеркивали их "нерасторопность", а сами, под шумок, старались справиться со своими проблемами. Чаще всего доставалось двигателистам, надо сказать, в большинстве случаев поделом. Во второй половине ХХ века "козлами отпущения" традиционно являлись производители радиоэлектронных устройств. А в начале 1941 г. С.В. Ильюшин объяснил задержки с выпуском серийных штурмовиков "происками" вооруженцев.
В частности, 23 января 1941 г. главный конструктор писал: "Тов. Таубин… сообщил нам, что усилие отдачи пушки МП-6 равно 2200 кг…Согласно отчета ЦАГИ, сила отдачи равна 5000 кг…".

Действительно, С.В. Ильюшин ничего не выдумал. Лаборатория № 7 ЦАГИ во главе с Марковичем и в самом деле выдала угрожающие оценки величины силы отдачи пушки МП-6. О чем умолчал Сергей Владимирович, так это о том, что сила отдачи пушки ШВАК у специалистов ЦАГИ получилась равной… 10 тоннам силы, то есть вдвое большей, чем у МП-6. А ведь пушки ШВАК устанавливались в деревянные крылья истребителя И-16, и никто по этому поводу не поднимал паники, так как проблем с прочностью не возникало. Грамотный конструктор неизбежно должен был сделать вывод: оценки специалистов из ЦАГИ ошибочны. Лаборатория Марковича не располагала надежной методикой измерения силы отдачи, применяла непригодную для этого установку. Кстати, военные специалисты из НИП АВ в то время также оказались не на высоте и "не придержали дядю за рукав". Но для С.В. Ильюшина желанный предлог, объяснявший неготовность машины в срок, был найден. Любопытно, что вскоре ильюшинское КБ без тени сомнений в прочности крыла установит на штурмовик пушки ШВАК с умопомрачительной, если верить ЦАГИ, силой отдачи. Но это будет уже позднее и по особому распоряжению наркомата авиапрома, и с новыми сроками реализации, естественно…

А пока началось длительное препирательство между ОКБ-16, ильюшинским КБ, наркоматами вооружения и авиапромышленности. Неубиенной козырной картой Таубина во всей возникшей переписке был практический опыт полигонных испытаний пушки МП-6, проведенных в ноябре-октябре 1940 г., на закупленном в Германии самолете Ме-110. В акте испытаний отмечалось, что "пушку расстреляли до полной живучести" - из нее сделали 3710 выстрелов с горизонтального полета, с пикирования и на виражах. При этом было зафиксировано всего шесть случаев задержек в работе автоматики и несколько мелких поломок. В выводах акта, подписанного заместителем начальника вооружения и снабжения ВВС КА дивинженером И.Ф. Сакриером, отмечалось: "Рекомендовать запуск МП-6 в валовое производство с устранением выявленных недостатков…"
Вслед за МП-6 на том же самолете прошла испытания пушка ВЯ. При одинаковой скорострельности и том же патроне пушка Волкова и Ярцева оказалась на 20 кг, а ее установка с боекомплектом из 81 снаряда - почти на 50 кг тяжелее установки МП-6 с аналогичным запасом снарядов. Отмечалось, что расчетное усилие отдачи у ВЯ (2900 кгс) больше, чем у МП-6, что для крепления ВЯ на самолете необходим амортизатор, что пушка откатывается вся, и поэтому нужен гибкий гильзоотвод и гибкая патронная лента. Достоинством ВЯ оказался лишь более низкий процент отказов.

Читатель, знающий, что впоследствии именно пушками ВЯ и стал вооружаться Ил-2, вправе удивиться: это что же, С.В. Ильюшин намеренно выбрал худшую пушку? Не все так просто. Видимо, первоначально ориентируясь на ШВАК, Сергей Владимирович намеревался до минимума сократить технический риск и приблизить срок готовности штурмовика в пушечном варианте. Ведь пушка ШВАК была уже хорошо освоена промышленностью, поскольку ее производство началось еще в 1936 г. Кроме того, магазинное питание МП-6 создавало для разработчиков большие проблемы компоновочного плана - объемистый магазин было невозможно упрятать в крыло без переделок, а на изменение конструкции крыла самолетчикам идти не хотелось… Ленту же пушки ШВАК можно было относительно легко разместить в крыльевом отсеке. Поэтому, когда вскоре "недоразумение" с силой отдачи почти разъяснилось, ильюшинцы высказали новую претензию к ОКБ-16, потребовав переделать питание пушки на звеньевое (ленточное). Таубин, скрипнув зубами, согласился, благо что его сотрудник А.Э. Нудельман еще осенью 1940 г. разработал вариант ленточного питания для МП-6. Соответствующая модификация пушки создавалась для установки в башню танка Т-37 и на катерную зенитную установку.

Опытный Ил-2, оснащенный мотором АМ-38, поступил на государственные испытания в НИИ ВВС 27 февраля 1941 г. Эта машина была вооружена двумя пушками ШВАК и двумя пулеметами ШКАС. В выводах по испытаниям комиссия отметила: "По вооружению и летно-техническим данным вполне отвечает требованиям, предъявляемым к самолетам поля боя...". Ну, насчет вооружения сказано было не совсем точно, но комиссия-то знала, что к моменту окончания госиспытаний из ворот завода № 18 вышли первые серийные машины с 23-миллиметровыми пушками. Головной серийный Ил-2, поднявшийся в воздух 10 марта 1941 г., был вооружен двумя пушками МП-6, второй - пушками ВЯ, третий - пушками ШВАК, четвертый - пушками Салищева и Галкина. Начиная с пятой машины, все штурмовики оснащались ШВАКами, поскольку окончательный выбор 23-миллиметровки руководители ВВС и авиапрома решили сделать после проведения полигонных испытаний в апреле 1941 г. Следует отметить, что для оснащения штурмовика пушками ШВАК оказалось достаточно всего десяти дней. Правда, разместили их не слишком удачно: взамен крайних крыльевых ШКАСов, что привело к повышенному рассеиванию снарядов из-за недостаточной жесткости крыла.

Что касается силы отдачи пушек, то в начале марта 1941 г. в НИП АВ были организованы эксперименты. Выяснилось, что сила отдачи у МП-6 составляет 2800…2900 кгс, а у пушки ВЯ - 3600…3700 кгс. Заметим, что в справочнике по пушке ШВАК, изданном в апреле 1942 г., сила отдачи крыльевой пушки ШВАК определялась равной 2670 кгс.

В апреле 1941 г. на полигоне в Ногинске шли интенсивные испытания штурмовиков Ил-2 с двумя вариантами 23-миллиметровых пушек: МП-6 и ВЯ. Пушка Салищева-Галкина серьезно отставала от конкуренток по надежности. К 6 апреля Ил-2 с ВЯ выполнил 20 полетов, в воздухе было произведено 2347 выстрелов, но уже на следующий день самолет был снят с испытания из-за производства выстрела при незапертом канале ствола. Причиной назвали конструктивную ошибку, ведь это был уже второй случай в ходе испытаний. Таубину можно было торжествовать, но вкус победы изрядно портили числовые данные, представленные НИП АВ: при 25 полетах и 5128 произведенных выстрелах произошли 64 задержки, из них 41 - по вине пушки. Впрочем, 12 апреля 1941 г. испытания были завершены и командование ВВС сделало вывод о целесообразности запуска в серию штурмовика, вооруженного двумя МП-6.

Следует отметить, что на испытания в НИП АВ подавались не "вылизанные" и доведенные в ОКБ-16 орудия ручной сборки, а первые серийные МП-6 ковровского завода № 2. Их качество было, естественно, далеко от идеала. Шло освоение пушки и на тульском заводе № 66, а это всегда тяжелейший этап для любого советского предприятия. Нарком вооружения Б.В. Ванников посетил оба завода и, несмотря на жалобы директоров, подчеркивавших сложность производства изделия ОКБ-16, сделал оптимистический вывод о перспективах массового выпуска пушки Таубина-Бабурина.

(Продолжение в следующем номере)