Приказано выжить! К вопросу о боевой живучести самолетов и эффективности авиационного стрелково-пушечного вооружения. Часть 8

Приказано выжить!

К вопросу о боевой живучести самолетов и эффективности авиационного стрелково-пушечного вооружения.

Часть 8

«Защитить от крупных калибров оружия»

Экранированная броня

В начале июня 1942 г. главному инженеру ВВС КА генерал-лейтенанту А.К. Репину поступила докладная записка начальника УОС ГУ ВВС бригинженера Г.П. Лешукова, в которой он просил дать указание «о срочном заказе, /.../ экранов для экранизации бронеспинок самолетов Пе-2 и Пе-3, и отправке их для установки на самолеты в воинские части».

Дело в том, что на самолетах Пе-2 и Пе-3 штурман-бомбардир располагался уступом позади бронеспинки летчика. При попадании пули или осколочно-фугасного снаряда в бронеспинку «штурман неизбежно поражался осколками и брызгами пуль». Для его защиты бронеспинку предложили экранировать так называемой «шлемовой» броней толщиной 1,2-1,5 мм. Вес такого экрана с креплением составлял около 4 кг, а его установка занимала у двух техников всего 10е15 мин, что позволяло выполнять доработку силами самих воинских частей. Броня, необходимая для изготовления шлемовых экранов, «на броневых заводах имелась в достаточном количестве».

Кроме того, Лешуков просил «потребовать от НКАП установки экранов на бронеспинках летчиков на всех вновь выпускаемых самолетах Пе-2 и Пе-3, а военпредам запретить принимать эти самолеты без экранизации бронеспинок». Отметим, что к этому времени на самолетах Ту-2 такая система уже имелась: бронеспинка летчика экранировалась броневым листом толщиной 1,5 мм.

Как показали полигонные испытания, проведенные совместно ЦНИИ-48 и НИИ ВВС, при разрыве 20-мм осколочно-фугасного или бронебойно-трассирующего снаряда пушки MG151/20 на бронеспинке или поперечной бронеперегородке самолета, броня толщиной 1,8 мм (твердость 2,9еЗ,2 по Бринеллю), «расположенная под прямым (или близким к нему) углом, выдерживает действие осколков». Наблюдались лишь отдельные пробития малого диаметра от попаданий осколочно-фугасных снарядов вблизи тонкой брони или трещины - от бронебойных снарядов. С уменьшением толщины брони до 1 мм количество сквозных поражений увеличивалось, но все же подавляющее большинство поражений являлись безопасными. При разрыве «снаряда на преграде, лежащей перед броней, две плиты толщиной по 1,8 мм достаточны для защиты от осколков осколочно-фугасного снаряда».

Определялась также и стойкость тонкой противоосколочной брони при прямом попадании осколков фугасного снаряда путем установки экранированной системы, состоящей из четырех частей: фанерной преграды и трех броневых пластин толщиной 1,8 мм. Расстояние между составляющими экрана равнялось 35 мм. Обстрел велся по нормали с дистанции 100 м.

В Акте испытания противоосколочной экранированной брони от 30 октября 1942 г. начальник 4-го отдела ЦНИИ-48 Копырин и ведущий инженер 14-го отдела НИИ ВВС инженер-майор Слободчиков зафиксировали: «Результаты испытаний дают основания полагать, что экранная броня окажется эффективным средством защиты от действия осколков зенитных снарядов».

В декабре 1942 г. начальник отделения материалов УОС ГУ ВВС КА военинженер 2-го ранга А.К. Огилько подготовил справку «по вопросу использования противоосколочного бронеэкрана». Отмечалось, что «...на самолетах Ту-2, Пе-2, Пе-3 и Ил-2 в двухместном варианте позади летчика, непосредственно за его бронеспинкой, находится стрелок (радист, штурман, бомбардир). При попадании пули или снаряда в бронеспинку летчика, от пуль и снарядов, а также от цементованного слоя бронеспинки, получаются сотни осколков, которыми неизбежно поражается стрелок (радист, штурман, бомбардир).

Для защиты стрелка от этих осколков на бронеспинках самолетов Ту-2 установлен экран из шлемовой брони, толщиной 1,5-2 мм на расстоянии 35е40 мм от бронеспинки.

Об утверждении таких экранов на самолетах Пе-2 и Пе-3 есть распоряжение НКАП заводу №22/.../и первые экземпляры самолетов с экранированной бронеспинкой изготовлены и направлены в действующую часть.

На самолетах, где бронеспинка входит в силовую схему самолета (Ил-2, Су-6), при попадании пули или снаряда в бронеспинку, эти осколки могут разрушать троса управления и деревянную часть фюзеляжа.

На самолете Су-6 для улавливания этих осколков с целью предохранения деревянных стрингеров от разрушения установлен экран из брони толщиной 2 мм.

Несмотря на большое число случаев разрушения этими осколками на самолетах Ил-2 тросов управления и деревянной части фюзеляжа у места крепления бронекорпуса с хвостовой частью, тов. Ильюшин от применения экрана воздержался из-за перегрузки самолета».

Надо сказать, С.В. Ильюшин игнорировал не только рекомендации НИИ ВВС по повышению боевой живучести Ил-2, но и решения комиссии ВВС и НКАП о внедрении усиленного варианта бронирования штурмовика, а именно е требование «заменить 12-мм цементированную бронеспинку корпуса на цементированную спинку толщиной 16е20мм».

Дело в том, что к этому времени в массовое производство внедрялся двухместный вариант штурмовика с воздушным стрелком и пулеметом УБТ на оборонительной установке ВУБ-3. Центровка самолета сместилась назад, и пилотажные качества ухудшились. Особенно критичным это было для молодого летного состава, не имеющего должной летной подготовки. В то же время использование дополнительной брони еще более смещало назад центровку Ил-2. Полеты становились опасными. Собственно, именно по этой причине бронирование воздушного стрелка ограничивалось лишь использованием 6-мм бронещитка, прикрывающего его от огня строго со стороны хвоста.

Как показали результаты войсковых испытаний первых серийных двухместных Ил-2 с ВУБ-3, бронещиток носил формальный характер, поскольку пробивался боеприпасами немецких авиапушек и крупнокалиберных пулеметов. Любой осколочный снаряд, проникший в кабину стрелка, если и не попадал в него, то разрывался на задней броне бронекорпуса и осколками поражал стрелка. Про осколки зенитных снарядов и говорить не приходится е их было много, и они прошивали кабину стрелка с бортов насквозь. Сама кабина была довольно тесной: стрелок в меховом комбинезоне и с парашютом едва помещался в ней и для ведения стрельбы вынужден был занимать неестественное положение. При этом было неудобно маневрировать установкой и перезаряжать пулемет.

Пилотирование требовало от летчиков повышенного внимания, особенно в процессе выполнения виражей и на боевых разворотах. Отмечались большие нагрузки на рули при перекладывании штурмовика из виража в вираж. При выполнении глубоких виражей наблюдалась тенденция к срыву самолета в штопор. Пикирование на скорости 440 км/ч делало самолет трудноуправляемым, он норовил увеличить угол пикирования, а при резком выводе из пикирования стремился к кабрированию с последующим срывом в штопор.

Ил-2 АМ-38 с кабиной стрелка производства завода №30 (зав. №887) на государственных испытаниях,октябрь 1942 г.

Ил-2бис АМ-38 с кабиной стрелка производства завода №1 (зав. №4434) на государственных испытаниях, октябрь 1942 г.

В акте от 3 марта 1943 г. военные потребовали от НКАП улучшить бронирование кабины стрелка, установив броню с боков и снизу и усилив бронирование сзади сверху, а также увеличить углы обстрела ВУБ-3 до 50-60“ в стороны и вверх и, по возможности, «вниз до 15-20’».

Усилить защиту стрелка можно было лишь путем переделки бронекорпуса, как это было сделано на опытном самолете Ил-2бис производства завода №1. На нем полностью бронированная кабина стрелка с блистерной установкой под УБТ оборудовалась вместо заднего бензобака. При этом уровень защищенности стрелка не уступал защите летчика. Важно, что в отличие от серийного двухместного варианта, центровка Ил-2бис не изменялась. По летным и пилотажным качествам «бис» почти не отличался от одноместного Ил-2.

Самолет и кабина стрелка получили положительную оценку специалистов НИИ ВВС и строевых летчиков 6-го гшап, где Ил-2бис проходил войсковые испытания. Стрелки отмечали, что кабина удобна и просторна. Сильное бронирование придавало ощущение спокойствия, что благоприятно сказывалось на эффективности воздушного боя. Размеры кабины позволяли брать в полет пулемет ДА и отражать им атаки истребителей сбоку. В отзыве командира 6-го гшап указывалось:«Больше выпускать самолеты Ил-2 со стрелком. Наилучшей машиной такого типа является машина первого завода. Летно-технический состав 6-го Гв.шап благодарит коллектив 1-ro завода, создавший замечательную кабину стрелка, тем самым давший возможность всесторонне использовать самолеты Ил-2, что и требует обстановка на фронтах /.../. Летчики 6-го Гв.шап просят давать побольше этих машин».

Тем не менее, решение о серийном выпуске Ил-2бис так и не приняли. Основной причиной являлся большой объем изменений, связанных с переделкой бронекорпуса и перекомпоновкой бензобаков, что привело бы к снижению выпуска штурмовиков. Для кардинального пересмотра схемы бронирования Ил-2 за счет изыскания внутренних резервов не было ни времени, ни сил. Все ресурсы ОКБ-240 поглощались работами по опытным машинам и обеспечению серийного производства Ил-2. Между тем военные регулярно официально запрашивали у С.В. Ильюшина и руководства НКАП о проводимых мероприятиях по усилению бронезащиты Ил-2.

К октябрю 1942 г. в полном соответствии с рекомендациями НИИ ВВС на заводе №22 разработали схему усиленного бронирования бомбардировщика Пе-2. При сохранении принципиальной схемы бронирования, реализованной на серийных самолетах, толщина броневых плит была увеличена из расчета «на защиту экипажа от бронебойных пуль калибра 15 мм и снарядов калибра 20 мм с дистанции 350е400 м». Как отмечалось, вес брони «по новой схеме выражается в 194,8 кг вместо 154.9 кг существующих в настоящее время на серийных самолетах».

Специалистов НИИ ВВС предложенная схема бронирования Пе-2 полностью устроила. Единственное замечание касалось расположения «верхней брони стрелка-радиста, чтобы последняя не закрывала бортового обзора».

Положительное заключение за подписью начальника института генерал-майора П.А. Лосюкова и начальника 14-го отдела инженер- полковника Д.В. Лагутина 8 октября было отправлено генерал-лейтенанту А.К. Репину, который уже через два дня его утвердил с замечанием: «Считать необходимым до запуска в массовое производство предложенной схемы бронирования, оборудовать броней по этой схеме один полк с целью проверки ее в боевых условиях».

Тем временем из строевых частей приходили неутешительные вести. Инженер-инспектор ОЭР завода №22 Т.А. Дудинов после возвращения из командировки в 15-ю ВА докладывал:

«7. Командование боевых соединений и в особенности летный состав заявляют, что на выпускаемых машинах Пе-2 устанавливаемая броня стрелку радисту не соответствует своему назначению и является мертвым грузом по следующим доводам:

Схемы бронирования самолетов Ил-2бис завода №1 (зав. №4434) и Ил-2 (зав. №887) завода №30.

Схема бронирования серийного бомбардировщика Пе-2, октябрь 1942 г.

а) броня установлена для защиты от атаки истребителя в секторах обстрела, обстреливаемых штурманом и стрелком радистом, а не со стороны не обстреливаемых секторов;

б) немецкие истребители атакуют наши машины снизу под крыло, с хвоста атаки истребители избегают. Поэтому существующая броня является мертвым грузом и стрелки радисты, не видя от брони пользы, осаждают командование просьбами выбросить броню, а ввести броню снизу на пол и в нижней части с боку, в местах нахождения стрелка-радиста в период отражения атаки истребителей. С доводами командования, я лично согласен и считаю, что броню необходимо переставить, т.е. поставить броню на пол по бокам снизу в зоне боковых установок».

В течение августа-октября 1942 г. совместными усилиями ЦНИИ-48, ВВА им. Н.Е. Жуковского и завода N9 289 был отработан и 17 ноября предъявлен в НИИ ВВС КА «комплект деталей усиления существующей бронезащиты летчика самолета Як-1». Непосредственно в самолете на бронеспинке смонтировали:

«1) наголовник, крепящийся с помощью петель и болтов к противокапотажной раме;

2) детали защиты плеч и рук (правой и левой), крепящиеся болтами к спинке через имеющиеся на спинке отверстия для крепления подушки».

В отличие от серийного варианта, предложенная схема расположения брони гарантировала защиту головы, плеч, обеих рук. Угловая защита составляла: «При обстреле сверху сзади угол защиты головы - 30°; при обстреле сбоку сзади угол защиты плеч и рук - 30°; при обстреле сбоку сзади угол защиты нижней части корпуса - 20°». При этом дополнительные детали не мешали использованию в полете необходимого оборудования, а площадь бронирования была минимально необходимой, что обеспечило небольшой их вес, равный всего 10,2 кг. Такие детали легко монтировались на самолете при имеющейся бронеспинке и могли быть установлены любой частью ВВС в полевых условиях.

Комиссия рекомендовала внедрить дополнительные детали к серийному изготовлению и установить их на находящиеся в эксплуатации самолеты Як-1 со стандартной бронеспинкой, а также изготовить опытные комплекты дополнительных деталей усиления бронезащиты на Як-7 и ЛаГГ-3.

Имея на руках положительное заключение комиссии, исполняющий обязанности директора ЦНИИ-48 военинженер 1-го ранга Н.П. Гречко 20 ноября обратился к генерал- лейтенанту А.К. Репину с предложением изготовить на заводе №125 НКАП опытную партию (100 комплектов) дополнительных деталей брони самолета Як-1 для проведения войсковых испытаний. Предполагалось, что испытания позволят «разрешить вопрос о достаточности бронирования», поскольку «вопрос с объемом бронирования на одноместных истребителях весьма сложен, так как необходимо при достаточно полном объеме защиты обеспечить одновременно хороший обзор и уложиться в минимальный вес».

Несколько позже с предложенной дополнительной броней самолета Як-1 ознакомился летчик-испытатель НИИ ВВС подполковник К.А. Груздев. В докладной на имя генерала Репина от 30 ноября он указывал: «На основании личного опыта воздушных боев на истребителях, в том числе и на Як-1, с самолетами противника Me-109, Me-110, Ю-88, Ю-87, Хе-113, Хш-126 идр., считаю бронезащиту рациональной, хорошо дополняющей объем существующего бронирования на истребителях. Считаю необходимым немедленно внедрить в серийное производство».

Однако вопрос о внедрении в серию дополнительной брони летчика на Як-1, как, впрочем, и усиленных схем бронирования на других серийных самолетах ВВС КА, не был решен Наркоматом авиапромышленности ни в 1942 г., ни в 1943 г. По этому поводу заместитель командующего ВВС КА генерал-полковник А.К. Репин дважды обращался к наркому авиапромышленности А.И. Шахурину.

В письме от 21 мая 1943 г. он отмечал: «Приказом по НКАП и ВВС КА от 24.7.42 г. за № 559с/032 была создана комиссия по рассмотрению бронирования серийных самолетов ВВС КА. Комиссия, на основании материалов опыта войны, летно-технических данных самолетов и возможностей отечественной промышленности, рекомендовала усиленные схемы бронирования боевых самолетов ВВС КА и предлагала обязать главных конструкторов самолетов представить в 7 Главное управление НКАП и НИИ ВВС КА свои соображения и мероприятия по реализации рекомендуемых Комиссией схем бронирования. Протокол этой комиссии утвержден Вашим заместителем генерал-майором т. Яковлевым и мною. Со времени окончания работ Комиссии прошло 8 месяцев, однако ни одна из рекомендованных Комиссией усиленных схем бронирования до настоящего времени в серию не внедрена».

В обращении от 14 сентября 1943 г. Репин давал более расширенную картину бедствия. В частности, он отмечал: «На немецких истребителях для защиты летчика сверху применены надголовники, а для защиты снизу установлена броня под сидением летчика. Подобной защиты на отечественных истребителях нет. На самолете Як-1 №3560, испытанном в НИИ ВВС КА в июле 1942 г., был установлен макет брони - надголовника для защиты летчика сверху. Надголовник был рекомендован НИИ ВВС КА для установки на все серийные самолеты Як-1, после устранения отмеченных дефектов по недостаточной угловой защите. Однако до настоящего времени надголовники летчика ни на одном истребителе не устанавливаются. Отработка металлических броневых надголовников для защиты головы летчика сверху предусматривалась и в решениях Комиссии по рассмотрению бронирования серийных самолетов ВВС КА, утвержденных в августе 1942 г. Вашим заместителем и мною, но ни одна из рекомендованных комиссией усиленных схем бронирования в серию до сего времени также еще не внедрена».

Трофейный немецкий истребитель Bf109G-2 (№14513) на испытаниях в НИИ ВВС, июль 1943 г.

Схема бронирования и углов бронезащиты истребителя Bf109G-2 по данным НИИ ВВС, 1943 г.

Генерал-полковник Репин в который раз просил Шахурина дать указания директорам заводов и главным конструкторам самолетов в кратчайшие сроки отработать надголовники для самолетов Як-7, Як-9, Ла-5 и ЛаГГ-3, оборудовать ими по одному самолету и направить их в НИИ ВВС КА на испытания. Кроме этого, требовалось «установить для главных конструкторов самолетов сроки представления в НКАП и ВВС КА мероприятий по реализации рекомендованных совместной Комиссией НКАП и ВВС КА усиленных схем бронирования серийных самолетов».

Однако все призывы ВВС оказались тщетными. Ни одна из рекомендаций совместной комиссии ВВС и НКАП на серийных самолетах так и не была реализована. Для успешного внедрения усиленных схем бронирования не хватало мощности моторов. Только на Як-9У (38 кг, или 1,2% полетного веса) и Як-3 (40 кг, или 1,85% полетного веса), помимо бронеспинки толщиной 8,5 мм, появился надголовник из 6-мм брони и заголовник из прозрачной брони толщиной 70 мм. Кроме этого, на Як-3 устанавливался подлокотник из 3,5-мм брони под левую руку летчика. Эта схема бронирования защищала летчика от пуль нормального калибра сзади под углами по вертикали - от +20” до -10”, и по горизонтали - в пределах ±20”.

Между тем, как неоднократно отмечалось в заключениях 1-го отдела НИИ ВВС, бронезащита истребителей «Як» не отвечала требованиям войны. Для усиления защиты летчика были необходимы «переднее бронестекло, бронеспинка за приборной доской, плита для защиты левой руки летчика, бронеспинка под сиденье».

Летчик лучшего советского истребителя Ла-7 имел бронеспинку толщиной 8,5 мм, бронезаголовник из прозрачной брони толщиной 70 мм и бронекозырек из 60-мм прозрачной брони (всего 40 кг, или 1,3% к полетному весу), т.е. уровень его защиты мало чем отличался от такового на «Яках». По этому поводу начальник 3-го отделения 1-го отдела ГК НИИ ВВС инженер-подполковник Воротников писал: «Опыт боевого применения Ла-5, имеющих аналогичное бронирование, показывает недостаточность угловой защиты летчика: из задней полусферы сбоков и снизу; заголовник не обеспечивает сзади-сверху. Следовательно, бронирование Ла-7 не отвечает ТТТ к бронированию самолетов-истребителей».

По мнению специалистов института, требованиям современного воздушного боя соответствовала только схема бронирования американского истребителя Р-63С-1. Бронирование «королевской кобры» тянуло на добрых 82 кг (2,1% к полетному весу) и обеспечивало защиту летчика: спереди - по вертикали +15”, -5”, по горизонтали ±5”, сзади - по вертикали ±15”, по горизонтали ±10°. Спереди летчик защищался бронестеклом толщиной 40 мм и двумя поперечными бронеплитами толщиной по 6,3 мм, которые устанавливались перед кабиной, а сзади - заголовником из бронестекла толщиной 64 мм, бронеспинкой и бронесиденьем толщиной 7,5 мм, а также бронеплитой за мотором толщиной 6,5 мм.

В ноябре 1942 г. в ВИАМе провели отстрел дюралевой брони, установленной на немецком истребителе модификации Bf109G-2, и всей системы брони в целом. Цель испытаний заключалась в определении эффективности системы бронирования «мессершмитта» на основе 20-мм дюралевой многослойной брони, установленной перед мягким бензобаком со стороны хвоста, самого бензобака и бронеспинки летчика толщиной 8 мм е в верхней части и 4 мм - в средней и нижней (загнутой под сиденье) части. Расстояние от дюралевой брони до бронеспинки летчика - примерно 0,5 м.

По замерам получалось, что общий вес дюралевой брони составляет порядка 30,9 кг при площади около 0,6 м?. Броня состояла из двух пакетов, каждый из которых включал 27 дюралевых листов толщиной по 0,75 мм, скрепленных заклепками. Пакеты соединялись между собой по центру при помощи дюралевой планки и болтов. Вся конструкция крепилась непосредственно к фюзеляжу на 14 болтах, которые одновременно скрепляли листы по кромкам пакетов.

Как указывали специалисты ВИАМ, «сам факт применения экранной системы бронирования не является новым, необычным является употребление в качестве экрана многослойной дюралевой брони». Предполагалось, что «ее применение вызвано желанием защитить бензобак от зажигательного действия пуль, оболочка которых вместе с зажигательным веществом должна будет остаться в броне».

Отстрел дюралевой брони из пулемета ШКАС показал, что ее пулестойкость соответствует отечественной броне толщиной 4 мм из гомогенной стали АБ-2 (вес при той же площади - 18,7 кг) или немецкой 6-мм гомогенной броне (вес 28 кг при той же площади), установленной на самолете Bf 110.

Затем была собрана вся система брони. При этом в бензобаке оставался немецкий бензин, смешанный с водой (во избежание возгорания бак при транспортировке заливался водой). Попытка поджечь эту смесь оказалась неудачной:«бензин, загрязненный водой, не загорелся». За неимением бронеспинки от Bf 109G взяли немецкую броню с самолета Hs126 толщиной 10 мм. Обстрел проводился из пулемета БС калибра 12,7 мм с дистанции 100 м бронебойно-зажигательной пулей.

Многослойная дюралевая броня и бензобак во всех случаях пробивались. Отверстия от пуль в мягком бензобаке имели размеры: на входе - порядка 15x20 мм, на выходе - до 45x50 мм. При этом входные отверстия довольно быстро затягивались протектором, а выходные уменьшались до 15x20 мм, но полностью не закрывались. Поверхность бензобака, обращенная к бронеспинке летчика, была «сильно избита осколками сердечника пули, отразившихся от поверхности стальной брони». Бронеспинка летчика после каждого выстрела была «сильно окалена зажигательным веществом и покрыта копотью». Причем уже после третьего и четвертого по счету попаданий в бронеспинку на ней появились трещины, но сквозного пробития не было, а вот после пятого попадания образовалась пробоина. То есть, броня «работала» на пределе. Делался вывод, что «многослойная броня из дюраля и пустой бензобак действуют аналогично повороту испытываемой 10-мм стальной брони на угол 40°». Отмечалось также, что некоторые пули попадали на броню почти плашмя.

Дюралевая многослойная броня,установленная на Bf109G-2, на испытаниях отстрелом в ВИАМе (вид сбоку). Хорошо видны дюралевые листы - всего 27 листов толщиной по 0,8 мм каждый.

Дюралевая многослойная броня, установленная на самолете Bf109G-2, при испытаниях на отстрел в ВИАМ (вид со стороны хвоста и бензобака), ноябрь 1942 г.

Многослойная дюралевая броня Bf109G-2 после обстрела бронебойно-зажигательными пулями калибра 7,62 и 12,7 мм с дистанции 100 м. Темные пятна - следы от зажигательного состава при попадании в броню пуль калибра 7,62 мм Б-32 под углами к нормали 50-60°. Ноябрь 1942 г.

Для «чистоты» эксперимента 10-мм бронеспинку обстреляли бронебойно-зажигательной пулей калибра 12,7 мм с той же дистанции (100 м), что и всю систему в сборе. Угол предела тыльной прочности оказался равным 45°.

В заключении отчета от 10 ноября по результатам испытаний констатировалось:

«1) Дюралевая броня примерно равноценна 6 мм немецкой гомогенной броне или 4 мм советской АБ-2.

2) От попадания в бак зажигательного состава пули при обстреле БЗ пулей калибра 12,7 мм дюралевый экран не предохраняет».

Здесь следует сказать, что к этому времени специалисты 8-го отдела НИИ ВВС получили контрольные результаты «по испытаниям на бронестойкость цементованных и гомогенных бронестенок Ил-2 толщиной 12 мм при их обстреле через деревянную хвостовую часть фюзеляжа». Одной из целей этой работы являлась проверка выводов из предварительных результатов испытаний 12-мм поперечной цементованной брони марки ХД самолета Ил-2 обстрелом из немецких авиапушек, проведенных в июле-августе 1942 г. на заводе №125. Стрельба велась бронебойными и осколочнозажигательными боеприпасами калибра 15 и 20 мм к немецкой пушке MG151 под углами к оси самолета в пределах до 40°.

Оказалось, что поперечная броневая стенка толщиной 12 мм самолета Ил-2 «практически является неуязвимой при стрельбе бронебойно-осколочными снарядами 20 мм с дистанций больших 150 м», так как снаряды, проходя через обшивку фюзеляжа (4-10 слоев березового шпона толщиной 0,5 мм), теряли устойчивость и попадали в броню при больших углах отклонения к нормали. Бронебойные снаряды калибра 15 мм при тех же условиях могли «поражать бронестенку толщиной 12 мм, давая до 50% опасных поражений». Гомогенная броня толщиной 12 мм при обстреле ее внутри конструкции самолета (на Ил-2) показала ту же стойкость, что и цементованная броня такой же толщины.

Действительно, как показали более поздние исследования, элементы конструкции самолета (обшивка, различного рода перегородки, трубопроводы, агрегаты, оборудование и т.д.), встречающиеся на пути боеприпаса, отклоняли ось снаряда от касательной к его траектории и, как следствие, в значительной степени изменяли геометрию соударения боеприпаса и брони. То есть, снаряд или пуля, проходя через обшивку самолета, испытывали сильный опрокидывающий момент и разворачивались. В результате боеприпас встречал поверхность брони, установленной внутри фюзеляжа, под углом, значительно отличающимся по величине от угла обстрела, или даже плашмя. При этом терялись основные бронебойные свойства боеприпаса, а это серьезно облегчало условия работы брони и обуславливало повышение ее стойкости. Кроме того, при пробитии боеприпасом элементов конструкции самолета происходило его частичное разрушение (снятие оболочки), что также способствовало повышению стойкости брони.

Как следствие, броневой лист при обстреле его через преграду мог быть пробит (при прочих равных условиях) с более близкой дистанции, чем при обстреле его без преграды. Очевидно, что любые дополнительные к обшивке фюзеляжа препятствия (например, дюралевые перегородки, установленные внутри фюзеляжа перед бронедеталями) значительно усиливали эффект отклонения оси снаряда и повышали стойкость брони, а увеличение калибра снаряда при одних и тех же условиях обстрела и препятствиях, наоборот, уменьшало эффект отклонения оси снаряда.

Естественно, процесс взаимодействия снаряда с броней нельзя рассматривать без учета физико-механических свойств самой брони. Если в обычных полигонных условиях встречи снаряда с броней (без препятствий) цементованная броня обладает преимуществом по бронестойкости по сравнению с гомогенной, то в реальных условиях работы на самолете преимущество цементованной брони теряется. Сказывается влияние хрупкого цементованного слоя, который для таких условий встречи снаряда с броней (плашмя или под углом) может играть даже отрицательную роль. В свою очередь, гомогенная броня при обстреле ее в конструкции самолета обладает значительно более высокой стойкостью по сравнению с обстрелом ее вне конструкции.

Делался вывод, что элементы конструкции самолета в сочетании с гомогенной броней достаточно эффективны. При этом гомогенная броня в реальных условиях ее работы на самолете оказывалась равноценной цементованной броне по бронестойкости.

В заключении отчета от 13 ноября 1942 г. начальник 8-го отдела НИИ ВВС инженер-майор Панин констатировал: «Результаты проведенного обстрела бронеспинок самолета Ил-2 толщиной 12 мм подтверждают, что обшивка фюзеляжа, заставляя снаряд терять устойчивость, значительно повышает бронестойкость спинки самолета Ил-2».

Слева: стальная броня толщиной 10 мм, установленная за бензобаком, после обстрела системы «дюралевая броня - бензобак» (сторона, обращенная к хвосту самолета). Хорошо видны места, опаленные зажигательным составом пули после прохождения сквозь многослойную дюралевую броню и бензобак. В центральной части бронелиста видны трещины после третьего попадания. Выше над трещиной заметен отпечаток пули калибра 12,7 мм, попавшей в броню плашмя (четвертое попадание). В верхней правой части плиты видна пробоина (пятое попадание). Справа: тыльная стороны плиты. Обратите внимание на трещины.

Бензиновый бак Bf109G-2 после обстрела бронебойно-зажигательными пулями калибра 12,7 мм с дистанции 100 м. Кружками обведены входные отверстия пуль.

Истребитель Bf109G-2/R-6 (№13903), захваченный под Сталинградом и проходивший испытания в НИИ ВВС. Январь 1943 г.

После испытаний брони внутри фюзеляжа Ил-2 и получения отчета ВИАМ по стойкости немецкой дюралевой брони в НИИ ВВС срочно отстреляли систему защиты летчика Bf109G-2 внутри и вне фюзеляжа.

Защитная система немецкого истребителя, состоящая из дюралевой поперечной перегородки, мягкого бензобака и собственно бронеспинки летчика, находясь внутри фюзеляжа, обеспечивала достаточное снижение эффективности бронебойных снарядов и крупнокалиберных пуль. Пули и снаряды, пробивавшие сначала дюралевую обшивку фюзеляжа, а затем дюралевую перегородку, проникали в мягкий бензобак и там задерживались. В то же время обстрел этой системы вне самолета (без обшивки) показывал значительно меньшую ее стойкость против пуль калибра 12,7 мм: сквозные пробоины устойчиво получались в 4-мм броне средней и нижней части бронеспинки.

При обстреле защитной системы внутри самолета бронебойные пули и снаряды производили значительно более сильные разрушения бензобака, чем это было без перегородки и дюралевой обшивки фюзеляжа. Течь бензобака начиналась сразу же после первого поражения этой системы бронебойной пулей или снарядом. Дополнительных осколков, как в случае стальной брони, не наблюдалось. Таким образом, применяемый вариант расположения брони с дополнительной дюралевой перегородкой за бензобаком «оказался более рациональным для улучшения защиты пилота, но не бензобака». При этом вся система бронезащиты Bf109G-2 (бронеспинка, бензобак и дюралевая перегородка за бензобаком) надежно защищала летчика от пуль и снарядов калибра до 20 мм при обстреле по оси самолета сзади. Именно поэтому немцы ограничились установкой на самолете Bf 109G-2 бронеспинки летчика толщиной 8 мм в верхней части и 4 мм - в средней и нижней части.

Ведущий инженер 3-го отделения 8-го отдела НИИ ВВС инженер-майор К.И. Шлямин был первым, кто обратил внимание на основное предназначение защитной системы Bf109G-2. По его мнению, немецкие конструкторы даже не пытались защитить бензобак.

Наоборот, он использовался как элемент защиты летчика. То есть, немцы стремились обеспечить в первую очередь надежную защиту летчику со стороны задней полусферы, уменьшив при этом вес брони.

Стало ясно, что проектирование системы бронезащиты с учетом экранирующего эффекта элементов конструкции самолета позволяет использовать бронедетали, изготовленные из брони более простых рецептур и существенно меньшей толщины, обеспечивая при этом заданные характеристики защищенности самолета. Экономию веса брони вполне можно было «пустить» на увеличение боевой нагрузки или на повышение летных данных самолета.

Забегая вперед, укажем, что в 1944 г. к исследованию влияния тонких преград (обшивки самолета) на бронебойное действие пуль и снарядов подключилась кафедра авиационного вооружения ВВА им. Н.Е. Жуковского. Этим вопросом занимался адъюнкт кафедры старший лейтенант Р.С. Саркисян, впоследствии крупный ученый с мировым именем в области поражающего действия и внешней баллистики авиационных боеприпасов.

Саркисян экспериментально получил характеристики моментов внешних сил, которые по мере внедрения снаряда в обшивку изменялись как по величине, так и по знаку. Это позволило вывести закон распределения углов нутации, с которыми снаряд подходил к находящейся на некотором удалении от обшивки броне, и оценить степень ухудшения бронебойных свойств снаряда. Проведенные расчеты показали, что толщина пробиваемой брони из-за наличия обшивки уменьшалась на 37%. При этом не исключались случаи, когда ухудшение бронебойного действия достигало 60%.

Было установлено, что на бронебойное действие снаряда влияла не только сама обшивка, но и скорость ее перемещения в пространстве, т.е. скорость полета самолета.

Тем временем 11 декабря 1942 г. заместитель главного инженера ВВС КА генерал А.А. Лапин обратился к заместителю наркома авиапромышленности А.И. Кузнецову с предложением дать указание заводу №125 срочно изготовить десять комплектов бронеспинок летчика самолета Пе-2 из составной брони (две гомогенные бронеплиты толщиной 7 и 10 мм). Бронеспинки требовалось передать в НИИ ВВС для производства испытаний на пулестойкость.

Характер поражения экрана составной брони с лицевой стороны (слева) и с тыльной стороны (справа) при стрельбе с дистанции 100 и 200 м по нормали и под углами 20, 25 и 30° (круг - 200 м по нормали, треугольник - 100 м, 30°, квадрат - 100 м, 25°, ромб - 100 м, 20°). Государственные испытания на заводе №207, август 1943 г.

Характер поражения основной брони, (круг - 200 м по нормали, треугольник — 100 м, 25°, квадрат — 100 м, 20°). Государственные испытания на заводе №207, август 1943 г.

Отмечалось, что такая комбинация брони не пробивалась боеприпасами немецкой пушки MG151 при стрельбе по нормали с дистанции 50 м, в то время как принятая на вооружение цементованная броня толщиной 15 мм держала такие пули по нормали только с дистанции 400 м. При этом вес броневой системы возрастал всего на 6 кг. Кроме того, появлялась возможность отказаться от использования цементованной брони, технологический процесс производства которой являлся весьма сложным, дорогим и с большим процентом брака.

Срочность испытаний увязывалась «с необходимостью своевременного запланирования броневого листа для ВВС КА за 1943 г.» Однако решения по внедрению экранной брони в серийное производство не последовало. В Наркомате авиационной промышленности обратили внимание, что данные по бронестойкости экранной и обычной брони, полученные в разное время в НИИ ВВС, ВИАМ, ЦНИИ-48 и на заводах №125 и 207, сильно отличались друг от друга.

Как выяснилось при разборе ситуации, все эти организации работали с разными марками сталей, проходившими различную термообработку, а испытания проводились патронами различных партий и из оружия, имеющего разный настрел (изношенность стволов). В итоге решили продолжить исследования с целью определения оптимальной системы экранной брони (толщины и марки брони) и особенностей работы такой брони в самолете для типовых условий обстрела в воздушных боях.

Предполагалось, что все работы будут выполнены в Куйбышеве на заводе №207 совместно НИИ ВВС, ВИАМ и заводской лабораторией. Общее руководство возлагалось на НИИ ВВС. Ответственным исполнителем по испытаниям назначили ведущего инженера 8-го отдела НИИ ВВС инженера-майора К.И. Шлямина.

Исследовались экранированные системы, состоящие из хромомолибденовой цементованной брони ХД(ц) - экран, и гомогенной брони марки АБ-2 и ХД валового производства разных толщин. Обстрел велся из немецкой пушки MG151 калибра 15 и 20 мм с дистанции 200 м по нормали и со 100 м под углом к нормали до 40°.

Испытания обстрелом проводились в полном соответствии с утвержденной методикой полигонных испытаний авиационной брони. При стрельбе по нормали учитывались лишь те попадания, которые укладывались в полосу шириной 100 мм, что обеспечивало точность измерения угла встречи боеприпаса с броней в пределах 5’ при обстреле под углами, отличными от нормали. Угол встречи отсчитывался «между линией прицеливания и нормалью к поверхности детали, наклон которой осуществлялся в вертикальной плоскости».

В ходе испытаний было установлено, что гомогенная броня марки ХД, применяемая в качестве основной (твердость 2,8-2,9 по Бринеллю), давала трещины и обладала пониженной стойкостью по сравнению с гомогенной броней АБ-2 с более низкой твердостью (2,9- 3,1 по Бринеллю). То же самое наблюдалось и при использовании АБ-2 в качестве основной брони.

Делался вывод, что«решающим фактором в экранированной системе является прочность основной брони и во вторую очередь - марка брони». При этом хромомолибденовая сталь в силу сравнительно высокого содержания в ней хрома (до 2,8%) не могла обеспечить необходимую вязкость при одновременной достаточной прочности. Как следствие, имели место хрупкие разрушения брони. С этой точки зрения для основной брони весьма желательна была бы АБ-1 с содержанием никеля до 4,5%, но ее уже два года как сняли с производства. Броневая система валового производства в качестве экранированной обладала весьма высокой живучестью при обстреле пулями калибра 15 мм. Несмотря на большое количество (до 20) поражений 15-мм пулями бронеспинок, на них не обнаружили ни одного случая хрупких разрушений, т.е. трещин.

Как отмечалось в отчете, при увеличении расстояния между экраном и основной броней до 800-850 мм и выше бронестойкость экранной системы резко возрастала, «причем колебания расстояния до этих пределов практически не влияют на изменение бронестойкости экранированной брони». Однако применять на боевых самолетах такой вариант экранированной брони практически было невозможно. Целесообразным считалось устанавливать экран на расстоянии от основной брони «около 1,5 калибра пули для свободного прохождения осколков между ними».

Ил-АМ-42 (1-й экземпляр). Государственные испытания, февраль 1944 г.

Схема бронирования Ил-2РК с АМ-42 (Ил-АМ-42 1-й экземпляр) - разведчика-корректировщика, 1944 г.

Наилучшие результаты с точки зрения бронестойкости и веса показала экранированная система в составе 8-мм экрана из цементованной брони валового производства марки ХД(ц) и 8-мм основной гомогенной брони марки АБ-2 (твердость 2,9-3,1 по Бринеллю). Такая система не пробивалась 15-мм бронебойной пулей с 200 м по нормали и со 100 м - под углом 20-25“ от нормали, а бронебойно-осколочный снаряд калибра 20 мм удерживался при стрельбе с 50 м по нормали.

При условии равной бронестойкости с цементованной и гомогенной броней экранированная броня позволяла получить некоторую экономию веса. Например, цементованная броня с дистанции 200 м «держала» 15-мм бронебойную пулю только при толщине 20 мм (по данным завода №125 и ВИАМ е при 25 мм), а гомогенная броня - при толщине 23-24 мм (по данным НИИ-48 в 1942 г. - при 30 мм). Повышение защищенности экипажа серийных самолетов рекомендовалось обеспечивать «путем установки позади летчика второй аналогичной спинки, изготовленной из гомогенной брони марки АБ-2».

В заключение отчета по испытаниям от 26 августа 1943 г. указывалось:

«1) Считать целесообразным применение экранной брони на самолетах ВВС КА для защиты от бронебойных пуль калибра 15 мм и рекомендовать конструкторам для широкого использования.

2) Просить НКАП обязать з-д 207 и ВИАМ:

а) отработать экранированную систему для защиты от снарядов калибра 20 мм;

б) отработать экранную броню с гомогенным экраном до 1 декабря 1943 г.».

Включение в программу отработку экранированной системы с гомогенным экраном объяснялось возможной «перспективой отказа от цементации деталей как наиболее энергоемкой технологической операции в случае незначительного снижения бронестойкости, против цементованного экрана». Кроме того, предлагалось «изучить весь комплекс проблем, связанных с разработкой экранной брони, что отнюдь не предполагает необходимости немедленного его принятия для использования на самолетах».

Генерал-полковник А.К. Репин весьма тщательно подошел к вопросу утверждения материалов отчета. Свою подпись он поставил лишь спустя месяц - 24 сентября 1943 г., после нескольких итераций согласования как самих результатов испытаний, так и их трактовки. Несмотря на положительное заключение НИИ ВВС, Наркомат авиационной промышленности «взял паузу».

Генерал-лейтенант А.А. Лапин был вынужден 20 октября 1943 г. официально направить письмо заместителю Наркомавиапрома П.В. Дементьеву, в котором напоминал, что «ВИАМом совместно с заводом №207 НКАП отработана экранированная броня. Государственные испытания экранированной брони показали, что она обладает пулестойкостью значительно большей, чем применяемая в серийном производстве цементованная и гомогенная броня».

Поскольку применение экранированной брони вместо цементованной обеспечивало значительную экономию в весе при одинаковой пулестойкости, Лапин просил дать указания авиационным конструкторам о ее внедрении. Кроме того, требовалось обязать ВИАМ и завод №207 НКАП отработать экранированную броню для защиты от немецких авиационных снарядов калибра 20 мм.

К этому времени в Ленинградском физико- техническом институте АН СССР разработали так называемую «конструкционную экранную броню», у которой в качестве экрана применялась «решетка из стальных прутьев с расстоянием между ними меньше калибра пули или снаряда». При прохождении боеприпаса через решетчатый экран он частично разрушался и терял устойчивость полета. Таким образом, на основную броню падали осколки пуль и снарядов, которые «благодаря рассредоточенному их действию и меньшей массы отдельных кусков» обладали значительно меньшей пробивной способностью.

Как показали полигонные испытания, конструктивная броня с решетчатой преградой толщиной 15-16 мм обеспечивала полную защиту от бронебойных пуль калибра 12,7 мм при любых дистанциях обстрела и в этом смысле была равноценна «экранированной двухслойной» броне толщиной 17-18 мм или цементованной авиационной броне толщиной 18-20 мм. При этом она оказалась заметно легче.

Схема бронирования Ил-2М с АМ-42 (Ил-АМ-42 2-й экземпляр) — штурмовика-бомбардировщика, 1944 г.

Ил-8 №1 с АМ-42 на государственных испытаниях, май 1945 г.

Схема бронирования улучшенного штурмовика-бомбардировщика Ил-8 №1 с АМ-42 с экранной броней.

Но имелся у нее и серьезный недостаток. Высокая бронестойкость конструктивной брони обеспечивалась при расстояниях между решетчатым экраном и основной броней около 200-300 мм. В противном случае стойкость системы значительно снижалась. Учитывая, что пространство внутри фюзеляжа было до предела насыщено различными агрегатами, использовать данную систему для поперечного бронирования уже построенных самолетов не всегда представлялось возможным. Кроме этого, удаление решетчатого экрана на 200- 300 мм от бронеспинки значительно сокращало «защищаемую площадь последней при угловых атаках, или же потребует установки этой решетки несколько больших по габаритам размеров, чем сама спинка».

Отмечалось, что «...для продольного бронирования предлагаемый вариант конструктивной брони тем более не может быть использован по тем же соображениям отсутствия свободных пространств». То есть, применение этого варианта экранированной брони на серийных самолетах было весьма ограниченным или совсем невозможным.

Тем не менее, в заключении НИИ ВВС, утвержденном 11 июня 1943 г., говорилось: «Конструктивная броня, разработанная ЛФТИ, представляет собой один из возможных вариантов в этой области и с точки зрения ее бронестойкости заслуживает самого серьезного внимания».

Если какие-либо практические работы по конструкционной броне с решетчатым экраном в документах не отмечаются, то «экранированная двухслойная» броня к концу 1943 г. была установлена на опытном тяжелом бронированном штурмовике-бомбардировщике Ил-2М с мотором АМ-42 (Ил-АМ-42 экз. №2) и штурмовом варианте бронированного истребителя Ил-1 АМ-42 (в серии е Ил-10).

Схема бронирования Ил-2М АМ-42 была следующей. Мотор с агрегатами, водяной и масляный радиатор прикрывались броней толщиной 4 мм. Снизу бронекапот нес 5-мм броню. Сверху под капотом за приборной доской устанавливался бронещиток толщиной 7 мм. Агрегаты винта спереди прикрывались 6-мм бронещитком. Кабина пилота имела броню толщиной 4, 5 и 6 мм. Со стороны задней полусферы летчик защищался бронеплитой толщиной 8 мм, а спереди - 62-мм прозрачным бронестеклом. На фонаре кабины пилота сверху и сбоку устанавливались бронелисты толщиной 6 мм. Верхняя часть бензобака позади кабины летчика имела: со стороны хвоста - броню толщиной 8 мм, сверху и сбоков - толщиной 6 мм. Штурман-стрелок с боков защищался бронелистами толщиной 5 и 6 мм, снизу - 6 мм, а со стороны задней полусферы - экранированной броней из двух 8-мм бронеплит (экран - из цементованной брони ХД, основная броня - гомогенная броня АБ-2).

Бронирование разведчика-корректировщика Ил-2(РК) АМ-42 (Ил-АМ-42 экз. №1) отличалось от Ил-2М. Вместо экранированной брони (толщиной 8+8 мм) со стороны хвоста кабина штурмана-стрелка оснащалась бронестенкой толщиной 12 мм. Летчик со стороны верхней задней полусферы защищался 12-мм броней. Бронестенка толщиной 8 мм за верхней частью бензобака отсутствовала, потому что бензобак имел меньшую высоту. При этом верхняя часть бензобака сверху прикрывалась 6-мм бронеплиткой.

На самолете Ил-10 для защиты воздушного стрелка и летчика со стороны задней полусферы были установлены экранированные бронеплиты (бронеперегородка стрелка, бронестенка и подголовник пилота), состоявшие из двух 8-мм броневых листов (экран - ХД, основная броня - из АБ-2). Верхняя часть бронекорпуса выполнялась из дюралюминиевых листов толщиной 4 мм, а нижние боковые стенки капота мотора е из листов брони толщиной 6е8 мм. Остальные бронелисты капота (люки и крышки) и броня бензобаков имели толщину 4 мм. Втулка винта прикрывалась спереди диском толщиной 6 мм.