Техника и вооружение 2015 05

Начиная с 1938 г., металлические бензобаки пытались заменить фибровыми, которые представляли собой пропитанную специальным составом бумагу или целлюлозу, спрессованную в листы под нагревом. По своим прочностным характеристикам фибра приближалась к древесным пластикам, но была дешевле и технологичнее в производстве, так как позволяла использовать штамповку при изготовлении сложных форм.

Фибровые баки не давали «вторичного» эффекта в виде высокоскоростных осколков стенок баков и рваных краев выходной пробоины при поражении их пулями, снарядами и осколками. К тому же переход на фибру позволял экономить дефицитный алюминий и снизить вес комплекта баков на самолете. Однако нужного результата долго не удавалось достичь. Удовлетворительное решение было получено лишь в середине 1940 г. после ознакомления с немецкими самолетами, на которых повсеместно устанавливались фибровые протестированные бензобаки.

Специалистам ВИАМ удалось довольно быстро отработать технологию изготовления фибровых протестированных бензобаков из отечественной авиационной конструкционной фибры. Уже к концу года изготовили 100 таких бензобаков для самолетов СБ, 30 баков – для Су-2 и 30 баков – для Як-1. В 1941 г. приняли решение о массовом производстве фибровых баков вместо использовавшихся ранее металлических.

Для фибровых бензобаков в ВИАМ предложили специальный протектор (образца 1941 г.), который обеспечивал защиту от вытекания топлива на входных и выходных отверстиях при попадании пуль калибра 12,7 мм (всего до 5-8 пробоин). Вес протектора составлял 14,5 кг/м² при толщине 17,5 мм.

Одноместный штурмовик Ил-2 АМ-38 на государственных испытаниях, март 1941 г.

Схема заполнения бензобаков Ил-2 углекислотой.

1 – съемный обтекатель; 2 – баллон СO₂ на 2 л; 3 – запорный кран; 4 – манометр для СO₂ .

Бронекапот одноместного штурмовика Ил-2 АМ-38.

Несмотря на достигнутый результат, к началу войны на серийных самолетах (Як-1, ЛаГГ-3, МиГ-3, Су-2, Ер-2, Ил-2, СБ, ДБ-3, И-16, И-153) в основном использовались протекторы образца 1937 г. и металлические бензобаки. Фронтовой пикирующий бомбардировщик Пе-2 имел протектор образца 1938 г., при этом с 10 августа 1941 г. завод № 22 должен был ставить протектор НИИРП образца 1940 г. На металлические бензобаки дальних бомбардировщиков ТБ-7 (первая партия из 25 самолетов) поначалу устанавливался серийный протектор 1937 г., но с I квартала 1941 г. все бензобаки планировалось покрывать комбинированным протектором НИИРП образца 1940 г. На опытном фронтовом бомбардировщике «103» (будущий Ту-2) применялись металлические бензобаки с комбинированным протектором НИИРП 1940 г.

Между тем внедрение протектора и фибровых бензобаков не исключало наиболее опасного явления – взрыва смеси паров бензина и кислорода в надтопливном объеме бензобаков при попадании в бак осколка или боеприпаса (пули, снаряда). Поэтому для снижения вероятности инициирования воспламенения было предложено заполнять свободный объем баков нейтральным газом – азотом (до 70%) или углекислотой (до 6%) от баллонов высокого давления.

Система нейтральных газов этого типа была довольно простой в исполнении и состояла из баллона высокого давления, редуктора, датчиков и трубопроводов. Сразу же после взлета и набора высоты летчик включал подачу нейтрального газа в бензобаки. Сжиженный газ, проходя через редуктор, по системе трубопроводов поступал в газообразном состоянии в бензобак на протяжении всего полета. Смешиваясь с парами бензина и кислорода в надтопливном объеме, нейтральный газ существенно сокращал границу зоны воспламенения смеси. Как следствие, вероятность взрыва резко снижалась.

Помимо повышения боевой живучести самолета, система нейтральных газов несколько повышала и высотность бензосистемы в целом за счет избыточного давления смеси газов в надтопливном объеме бензобаков (порядка 01-0,2 кгс/см² ).

Однако такая защита топливных баков самолета от взрыва и пожара требовала для ее реализации дополнительных затрат полетного веса и внутрисамолетного объема. К тому же усложнялась эксплуатация самолета, особенно во фронтовых условиях: надлежало содержать в исправном техническом состоянии баллоны с нейтральным газом, проводку, редуктор и различные краны и датчики системы, а также иметь на аэродромах специальное оборудование для заправки баллонов нейтральным газом. Кроме того, предъявлялись довольно жесткие условия по хранению заправленных баллонов на аэродроме.

Принципиальным шагом вперед стало использование очищенных от примесей и охлажденных выхлопных газов моторов. Для этого в выходной коллектор мотора заводилась газоотводная трубка диаметром 18-20 мм, торцом прямо против потока газов со скосом около 20*. Газы под динамическим давлением поступали по системе трубопроводов, охлаждаясь по пути, через фильтр в пространство баков над бензином.

Первая проверка (в малых масштабах) такой системы была проведена во время войны с Финляндией 1939-1940 гг. Имелись трудности, связанные с недостаточным осушением выхлопных газов от влаги, что приводило к конденсации воды в изгибах трубопроводов и к ее замерзанию при низких температурах наружного воздуха. При этом после включения системы в баках образовывалось разряжение, препятствующее нормальной выработке бензина – моторы глохли. Отмечались случаи выбрасывания бензина через дренаж после включения системы.

По результатам в целом успешного прохождения государственных испытаний системы наполнения бензобаков отработанными газами на самолете СБ приказом НКАП от 20 августа 1940 г. была поставлена задача разработать подобную систему для боевых самолетов нового типа. К началу 1941 г. системы нейтрального газа от баллонов с углекислотой высокого давления нашли применение на СБ, ДБ-3 и Ил-2, а от баллона с азотом – на Пе-2 и Ер-2.

Более современные системы нейтрального газа от выхлопа мотора с закрытым дренажом внедрили в производство только для МиГ-3 (с 1 июля) и ЛаГГ-3 (с 1 августа). К этому времени аналогичные системы НГ в целом положительно прошли испытания на Пе-2 и Су-2 и находились в стадии доводки на Ер-2, ТБ-7 и «103».

Опытный вариант системы НГ от выхлопа мотора для самолета Як-1 оказался неудачным. На испытаниях в НИИ ВВС в июле 1941 г. после включения системы из-за чрезмерного повышения внутреннего давления в бензобаках произошло раздутие баков и появилась течь бензина.

Схема бронирования одноместного Ил-2 с учетом изменений, внесенных в первый период войны.

Бронекозырек штурмовика Ил-2.

Развитие схем бронирования боевых самолетов накануне войны определялось в первую очередь требованием защиты летчиков, штурманов и воздушных стрелков от поражения пулеметно-пушечным огнем истребителей противника со стороны задней полусферы. Кроме того, летчика-истребителя надлежало защитить в передней полусфере от огня воздушных стрелков атакуемого им самолета.

Система бронирования штурмовиков должна была обеспечивать надежную защиту от огня истребителей и зенитных огневых средств всего экипажа и наиболее важных частей самолета – мотора и винтомоторной группы, бензобаков, системы управления и т.д.

Учитывая требования военных, в ВИАМ срочно провели опытные работы по изысканию наиболее подходящей брони для установки ее на боевые самолеты. Из числа находящихся в серийном производстве броневых сталей наилучшим образом подходили для изготовления бронеспинок и различных бронещитков танковые гомогенные марки брони типа ИЗ и ХД толщиной 5,5-6,5 мм и 8,2-8,7 мм соответственно.