К началу Великой Отечественной войны советские ВВС по качеству самолетов очень уступали германским: на 90 % авиачасти СССР были вооружены устаревшими самолетами: тихоходными бипланами И-15, И-15-бис и И-153, монопланами И-16, бомбардировщиками СБ и ТБ-3 и другими малоскоростными самолетами. Только около тысячи самолетов были новых типов: истребители Як-1, ЛаГГ-3, МиГ-3, бомбардировщики Пе-2 и штурмовики Ил-2. Но летчиков, освоивших эти машины, насчитывались единицы.
Истребители: В 1939 году в конструкторском бюро А. С. Яковлева началась работа над новым заданием: необходимо было создать истребители, скорости которых, по крайней мере, на 100 км / ч превышали бы скорость И-16 и достигали бы 600 км / ч. Экспериментальным истребителем, созданным с учетом этих требований, стал И-26, на основе которого уже разрабатывались все последующие самолеты Як. Первый полет на И-26 был выполнен летчиком-испытателем Ю. И. Пионтковским 13 января 1940 года. Результаты заводских испытаний были отличные, скорость на высоте составляла 586 км / ч. Но 27 апреля произошла катастрофа из-за производственного дефекта. Летчик Пионтковский погиб. Однако самолет вполне мог стать боевой машиной. Решено было пустить его в серийное и массовое производство в середине 1940 года до завершения государственных испытаний, которые он успешно выдержал в июне—ноябре. В декабре самолету было дано обозначение Як-1. Як-1 представлял собой модификацию И-26 для серийного производства с рядом улучшений в конструкции. Скорость серийных самолетов достигла 592 км / ч на высоте 4100 м при очень хорошей маневренности. Время виража составляло 19 секунд, потолок — 10 000 м. Массовый выпуск начался с 1941 года. Имевшиеся в машине недостатки были в основном устранены к началу войны. До лета 1943 года было выпущено около 9 тыс. этих самолетов. Чаще всего Як-1 вооружали одной 20-мм пушкой и двумя 7,62-мм пулеметами. Як-1 превосходил по своим характеристикам немецкий Bf-109E, но уступал вскоре появившейся модели F по скорости и скороподъемности. Поэтому на самолет стали устанавливать двигатель большей мощности. Но немцы тут же выпустили новую модель Bf-109G. Як-9 стал самым массовым типом фронтового самолета-истребителя в составе советских Военно-воздушных сил в годы Великой Отечественной войны.
Самолет Як-9 был дальнейшим развитием Як-1. При сохранении основных размеров и обводов в истребителе Як-9 был внесен ряд усовершенствований, в частности установили двигатель мощностью 1222 л. с.
Вооружение Як-9 в самом распространенном случае состояло из одной 20-мм пушки и одного синхронного 12,7-мм пулемета УБС Березина (200 патронов), Як-9У — два УБС (300 патронов). Было не менее 15 модификаций Як-9 с различным вооружением. Ставились пушка НС-37 калибра 37 мм или пушка НС-45 калибра 45 мм, три пушки Б-20, пушка ВЯ-23 и один пулемет УБС, иногда — два УБС, существовали и другие варианты.
Впервые Як-9 принял участие в боевых действиях во время контрнаступления под Сталинградом в декабре 1942 года. Истребитель показал великолепную горизонтальную маневренность и легко заходил в хвост Bf-109Е после нескольких витков. Поэтому гитлеровцы старались не ввязываться в маневренный бой. Самолет постоянно совершенствовали, устанавливая новые двигатели и улучшая конструкцию. Безусловно, венцом развития яковлевских истребителей стал Як-3. Самолет был предельно облегчен, в частности за счет перехода к цельнометаллической конструкции, и обладал совершенной аэродинамикой. Поскольку советская авиапромышленность в предвоенный период испытывала острый дефицит алюминия, С. А. Лавочкину было предложено разработать проект истребителя из дельта-древесины. К весне 1940 года был разработан истребитель И-22, получивший в дальнейшем обозначение ЛаГГ-1. 30 марта на нем был выполнен первый полет, осуществленный летчиком А. И. Никашиным. Новый истребитель успешно прошел испытания почти в то же время, что Як-1 и МиГ-1. Немного усовершенствованный И-22 получил обозначение ЛаГГ-3 и 29 июля 1940 года был запущен в серийное производство. Но, как оказалось, новый самолет имел недостатки. С выходом серийных самолетов и поступлением их в воинские части стали приходить требования усилить вооружение, увеличить боезапас, объем баков. Многие летчики сетовали на то, что ЛаГГ-3 плохо слушается руля и при крутом вираже срывается в штопор. К тому же при одинаковых с Як-1 моторах он был тяжелее и поэтому уступал в скорости. В результате выпуск ЛаГГ-3 был прекращен. Его заменили истребителем Як-1. С началом войны понадобились средства для борьбы с танками, появилась идея вновь обратиться к ЛаГГ-3. На трех серийных экземплярах ЛаГГ-3 установили 37-мм пушку Шпитального Ш-37. Эти самолеты, названные К-37, выполнили всего несколько полетов, причем один очень удачный, когда старший лейтенант Перескоков сбил два Bf-110, израсходовав всего 12 снарядов. Усовершенствованный, с новым двигателем большей мощности, ЛаГГ-3 было решено пустить в производство под обозначением Ла-5. Самолеты отлично показали себя уже в боях под Сталинградом. Ла-5 стал одним из наших основных истребителей в Великой Отечественной войне, прославленным и любимым летчиками. Конструкция Ла-5 была идентична ЛаГГ-3, но с небольшими изменениями. Хвостовое колесо стало убираться в фюзеляж. С 1943 году станавливался новый фонарь кабины с передним и задним бронестеклами, обеспечивавший обзор задней полусферы. Конструкция Ла-5 обладала большой живучестью в бою и состояла практически только из дельта-древесины. Однако в ходе массового выпуска Ла-5 доля дельта-древесины в конструкции постепенно снижалась путем замены ее обыкновенной сосной. Ла-5 превосходил ЛаГГ-3, но уступал Bf-109G, с которым столкнулся под Сталинградом. Поэтому конструкция была в дальнейшем несколько улучшена, поставлен новый двигатель, и в 1943 году появилась модель Ла-5Ф, а потом и Ла-5М, скорость которого была просто удивительна — 720 км / ч. Но в серию истребитель не пошел из-за неустраненных конструктивных недостатков и низкой надежности. На Курской дуге Ла-5Ф пришлось сражаться с новинкой немецкой авиапромышленности — FW-190А. Как оказалось, немецкий истребитель не мог тягаться с нашим истребителем. Единственное, что мог противопоставить Ла-5 «Фоккеру», это большую скорость пикирования, чем часто пользовался, чтобы выйти из боя. В 1944 году появился Ла-7 — дальнейшая модернизация Ла-5Ф. Ла-7 развивал скорость до 660 км / ч и в основном вооружался тремя пушками ШВАК. На этом самолете русский ас И. Н. Кожедуб сбил 17 фашистских самолетов, в том числе один реактивный Ме-262. Истребители Л-5 и Ла-7 были великолепными машинами. Они могли на равных сражаться с немецкими самолетами. Так, если Bf-109G превосходил Ла на больших высотах в скорости и маневренности, то на средних выигрывали советские истребители. Самолеты с маркой МиГ создавались в конструкторском бюро А. И. Микояна и М. И. Гуревича.
С ноября по декабрь 1939 года КБ Микояна приступило к проектированию высотного истребителя, первоначально получившего обозначение И-200. В декабре 1940 года этому самолету дали обозначение МиГ-1, а его доработанному и усовершенствованному варианту — МиГ-3. Фактически обозначение МиГ-1 имели только первые 100 серийных самолетов, а все следующие — МиГ-3. Первый полет И-200 был совершен 5 апреля 1940 года летчиком А. Н. Екатовым. В ходе испытаний была достигнута скорость 651 км / ч на высоте 7000 м. Время виража составляло 20–22 секунды.
По скорости на высотах более 5000 м И-200 значительно превосходил в то время все истребители мира: Як-1 — на 65 км / ч, ЛаГГ-3 — на 80 км / ч, немецкие Bf-109Е — на 100 км / ч и Bf-109F — на 30 км / ч. Такие впечатляющие результаты позволили начать серийное строительство самолета в январе 1941 года с надеждой на то, что этот самолет станет великолепным истребителем. Выпуск МиГ-1 и быстро сменившего его МиГ-3 пошел во все возрастающем темпе. Некоторое время их выпускали даже больше, чем всех других истребителей. После эвакуации завода в октябре 1941 года выпуск МиГ-3 продолжался на новом месте. Но серийная постройка МиГ-3 была прекращена уже 23 декабря 1941 года в связи с тем, что все заводы, выпускавшие двигатель АМ-35А, были переключены на выпуск АМ-38, необходимых для штурмовиков Ил-2.
Вооружение МиГ-1 и МиГ-3 состояло чаще всего из одного пулемета УБ (300 патронов) и двух пулеметов ШКАС (375 патронов), потом установили пулеметы ШКАС (750 патронов) над двигателем, двух бомб ФАБ-50 или ФАБ-100. На МиГ-3 могли еще подвешиваться под консолями крыла шесть снарядов PC-82, или две бомбы ФАБ-100, или четыре ФАБ-25. Взлетная масса составляла 3355 кг. Пытались поставить пушку ШВАК вместо пулемета БС. На некоторых самолетах были установлены еще два пулемета УБ под консолями вне диска винта. Тогда масса секундного залпа достигла 3,56 кг вместо 1,36 кг. Взлетная масса МиГ-3 с пятью пулеметами увеличилась до 3510 кг. Недостатком МиГ-1 и МиГ-3 была невозможность установить пушку внутри двигателя, что было обусловлено его конструкцией.
К началу войны истребителей МиГ-3 было в строю значительно больше, чем ЛаГГ-3 и Як-1. По сравнению с И-16, не говоря уже об И-153, МиГ-3 был труден в пилотировании, особенно при посадке, потому что посадочная скорость была очень велика — около 150 км / ч. Превосходя все истребители в скорости на высотах более 5000 м, МиГ на малых и средних высотах уступал истребителям Як, Ла и немецким, имея сравнительно низкие данные, что вместе со слабостью вооружения не позволило полноценно использовать МиГ-3 как фронтовой истребитель. На фронтах МиГ-3 применялся в 1941–1943 годах и использовался чаще как ночной истребитель ПВО. На этом истребителе одержал свою первую победу ас А. И. Покрышкин, сбив в бою Bf-109Е.
Штурмовики
Самолеты-штурмовики предназначены для уничтожения живой силы противника и его техники на поле боя. Новые возможности и идеи по созданию самолета-штурмовика были реализованы конструктором С. В. Ильюшиным в проекте самолета Ил-2. Для решения этой трудной задачи впервые была разработана концепция использования бронекорпуса в силовой схеме машины, то есть броня заменяла многие элементы обычной конструкции и обеспечивала необходимую прочность, становясь своего рода скелетом самолета. Осуществление такой концепции стало возможным лишь после изобретения специальных броневых листов двойной кривизны. Работы над созданием цельнобронированных штурмовиков были начаты Ильюшиным во второй половине 1930-х годов. В первой половине 1939 года был выпущен первый опытный образец БШ-2 (бронированный штурмовик). БШ-2 оснащался двигателем мощностью 1200 л. с. Самолет был выпущен в двух экземплярах. На первом производились доводки и изменения, второй предъявили на испытания. Самолет был двухместным. Экипаж состоял из летчика и стрелка-радиста. Размеры, форма, оборудование в дальнейшем уже мало менялись, машина получилась сразу, только вооружение значительно усиливалось. Первые полеты самолетов были проведены 2 октября 1939 года летчиком В. К. Коккинаки. Скорость у земли составила 362 км / ч вместо заданной 385 км / ч, посадочная — 135–140 км / ч вместо 105–110 км / ч, дальность — 618 км вместо 800 км, время виража — 27,3 секунды. Вооружение: четыре пулемета ШКАС и 400-600 кг бомб плюс один ШКАС оборонительный.
Бронекорпус фюзеляжа, его передняя часть — капоты двигателя состояли ив листов стальной брони толщиной 4 мм, пол и бока — 5 мм, задняя стенка кабины стрелка — 7 мм, защита двигателя сверху — 5 мм. Общая масса бронирования составляла около 700 кг.
Вскоре С. В. Ильюшину предложили выпустить самолет в одноместном варианте. Так к концу 1940 года появился одноместный штурмовик Ил-2 с двигателем 1500-1665 л. с. Вместо четырех пулеметов ШКАС были установлены две пушки ШВАК-20 по 420 снарядов, два ШКАС по 1500 патронов и восемь снарядов РС-82. Первый полет был проведен 29 декабря 1940 года летчиком-испытателем В.К. Коккинаки. Ил-2 был запущен в серийное производство на трех заводах, причем работа над ним продолжалась и постепенно вносились некоторые изменения.
Мощность двигателя была увеличена до 1575 л. с., а потом еще раз повышена в 1942 году — до 1720 л. с. Вооружение тоже усилено. Пушки ШВАК с лета 1941 года стали заменяться 23-мм пушками ВЯ (конструкторы Волков и Ярцев), имевшими большую начальную скорость снаряда (915 м/с), скорострельность (550 выстрелов в минуту) и сам снаряд большей взрывной силы. Скорость увеличилась до 372-382 км/ч у земли и 391 ^12 км/ч на высоте 2500 м.
В мае—июне 1941 года первые серийные Ил-2 стали поступать в строевые части штурмовой авиации Военно-воздушных сил СССР, но в 1941 году их было еще мало, а постройка новых приостановилась из-за последовавшей вскоре эвакуации авиапромышленности. Но необходимость в этом штурмовике была столь высока, что сам И. В. Сталин требовал увеличения выпуска Ил-2, которые, по его словам, «нужны Красной армии как воздух, как хлеб». Русские летчики прозвали этот лучший штурмовик «Илюша».
Ил-2 с успехом применялись в боях на подступах к Москве в августе—ноябре и показали себя как великолепное противотанковое оружие. Их вооружение и появившиеся в 1943 году в количестве 200 штук специальные противотанковые бомбы ПТАБ (кумулятивного, то есть направленного, действия) массой 1,5 кг давали возможность вести активную и успешную борьбу с танками и пехотой. Немецкие солдаты вскоре начали бояться этих самолетов как огня и прозвали их «Черная смерть». Выпуск Ил-2 неуклонно рос и в конце 1942 года достиг больших размеров.
Однако успехам Ил-2 на фронте сопутствовали и довольно большие потери. Отсутствие стрелка определенно ослабляло самолет Ил-2, беззащитный сзади. Немецко-фашистское командование учло этот факт и сформировало специальные истребительные авиагруппы из летчиков, натренированных в атаках сзади на самолеты Ил-2. Поэтому в авиационных частях инженеры и техники иногда сами оборудовали импровизированные стрелковые установки для защиты самолета сзади.
Вскоре произошел возврат к первоначальному двухместному типу и в серийном производстве.
Двухместный Ил-2 вооружался двумя пушками ВЯ-23, двумя пулеметами ШКАС, восемью РС-82 или четырьмя РС-132, одним пулеметом УБТ у стрелка и 400-600 кг бомб.
Двухместный Ил-2 с успехом применялся в авиации морского флота для уничтожения кораблей противника. Летчики-штурмовики вели активную борьбу с железнодорожными эшелонами и автомобильными колоннами противника. Основным же назначением Ил-2 была непосредственная поддержка войск на поле боя и борьба с танковыми и моторизованными группировками противника на линии фронта и в ближних тылах, на переправах, при подготовке атак и т. д.
Впоследствии появилась модификация Ил-2 с крупнокалиберными противотанковыми пушками. Взамен прежних пушек ШВАК и ВЯ были установлены две пушки НС-ОКБ-16 калибра 37 мм (по 50 снарядов). Оставлены два ШКАС и один УБТ у стрелка. Пушки НС могли поражать любые танки вплоть до «тигров».
Бомбардировщики
В августе 1938 года были созданы специальные конструкторские группы, в том числе по самолетостроению, объединенные в Спец техотделы (СТО). Среди них была группа численностью около 50 человек, потом ее расширили, и в ней уже работали до 80 человек. В результате образовалось новое подразделение — КБ-29. В нем под руководством конструктора В.М. Петлякова, основоположника металлического самолетостроения СССР, был спроектирован замечательный бомбардировщик Пе-2, который прославился в боях Великой Отечественной. В основном самолет использовался как трехместный пикирующий дневной фронтовой бомбардировщик. Он имел ряд модификаций в зависимости от его назначения.
Первоначально КБ Петлякова работало над проектом истребителя-перехватчика, высотного, скоростного, трехместного, с двумя двигателями М-105 (модифицированный авиадвигатель жидкостного охлаждения фирмы «Испано-Сюиза»), с герметической кабиной, с новой конструкцией и новой технологией. Его сначала назвали «СТО», позже заменив буквы цифрами — «100». Самолет строился во второй половине 1939 года. В проекте «100» предусматривалось, что самолет может быть использован не только как высотный истреби- тель-перехватчик, но и как пикирующий бомбардировщик, несущий на внешних подвесках до тонны бомб.
Первый полет самолета «100» состоялся 22 декабря 1939 года, его осуществил летчик П.М. Стефановский.
В мае 1940 года было дано указание сделать за полтора месяца из самолета «100» пикирующий трехместный бомбардировщик с большой бомбовой нагрузкой и мощным вооружением. Провели модернизацию, и новая модель получила обозначение Пе-2. Осенью 1940 года начался серийный выпуск Пе-2. Но в октябре 1941-го потребовалась эвакуация производства в глубь страны, подальше от фронта. Массовое производство самолетов Пе-2 развернулось уже только на новом месте.
Пе-2 стал лучшим советским тактическим бомбардировщиком начального этапа Великой Отечественной войны. На нем устанавливались два двигателя мощностью 1100 л. с., развивавших скорость 540 км/ч. Вооружение состояло из двух пулеметов калибра 7,62 мм в носовой части, 7,62-мм пулемета в задней части кабины, пулемета снизу и одного переносного. Бомбовая нагрузка составляла до 1000 кг.
Самолет обладал удивительными характеристиками: заложенная в его конструкцию возможность выдерживать одиннадцати кратные перегрузки позволяла выполнять несвойственные для бомбардировщика фигуры высшего пилотажа.
С. В. Ильюшин стал конструировать бомбардировщики в начале 1930-х годов, а в 1935-м уже был построен первый опытный бомбардировщик ЦКБ-26. На нем летчик В.К.Коккинаки установил в 1936 году несколько международных рекордов. В 1936 году появилась улучшенная модель ЦКБ-30 уже металлической, а не деревянной конструкции. Самолет впоследствии получил обозначение ДБ-3. Эта модель выпускалась серийно на трех заводах. С 1940 года ДБ-3 стал сменяться самолетами новой модели ДБ-3Ф, переименованными затем в Ил-4. ДБ-3Ф появился на свет в августе 1939 года. На нем устанавливались двигатели М-88 (1100 л. с.), полетная масса составляла 8033 кг, впоследствии увеличенная до 10 153 кг. Скорость бомбардировщика достигла 435 км / ч на высоте 6800 м. Обозначение Ил-4 было введено в марте 1942 года. Ил-4 выпускался серийно, сменив в 1940–1944 годах ДБ-3. Формы и размеры его уже не менялись, но из-за дефицитности дюралюминия во время войны пришлось во многих сериях изготовлять консоли крыла и носовую часть фюзеляжа из дерева и фанеры. Бомбардировщик постоянно совершенствовался. Поэтому дать какие-то единые цифровые показатели для Ил-4 затруднительно. Во всяком случае, максимальная скорость у земли была в пределах от 330 до 350 км / ч (позднее с мотором М-82 она достигала 368 км / ч), на высотах порядка 4500 м (первая граница высотности) — до 400 км / ч, а на 6000–6500 м (вторая граница высотности) — до 445 км / ч. Наружная подвеска бомб или торпед соответственно снижала эти цифры. Дальность была 3500 км (с двигателем М-82 — 1640 км при нормальном запасе топлива), потолок — до 10 000 м. Вооружение: первоначально три пулемета ШКАС, потом два пулемета ШКАС и один пулемет БС или пулемет УБТ (на турели) с 500 патронами. Пробовали ставить две пушки ШВАК: впереди — со 120 снарядами, на турели — с 240. Нормальная бомбовая нагрузка (на внутренней подвеске) — 1000 кг, предельная — 2700 кг. Фронтовой пикирующий бомбардировщик Ту-2 имел много модификаций: скоростной дальний бомбардировщик, фоторазведчик, штурмовик, торпедоносец и другие. Задание на разработку такого самолета было получено уже в 1940 году и включало следующие основные требования: самолет двухмоторный, скорость, близкая к скорости истребителя, внутренняя подвеска бомб крупного калибра, полет в любую погоду, бомбардировка с пикирования и большая дальность полета. Проект этого самолета получил обозначение «103» и начал проектироваться в конструкторском бюро А. Н. Туполева. Очень быстро, уже к 8 января 1941 года, прототип самолета был построен. 29 января состоялся его первый полет (летчик-испытатель — М. А. Нюхтиков).
Самолет «103» проходил испытания до июля 1941 года. Он превосходил Пе-2 по скорости, бомбовой нагрузке, оборонительному вооружению и простоте пилотирования. Его стали готовить к серии уже в начале 1941 года, но массовое производство смогло осуществиться лишь с июля 1942 года на заводе в Сибири, куда КБ Туполева было перебазировано при эвакуации. Первый серийный Ту-2 был выпущен в конце февраля 1942 года. Однако в массовом количестве он стал поступать в войска только в 1944 году после развертывания серийного производства на целом ряде заводов.
Прототипом бомбардировщика Пе-8 стал самолет АНТ-42, который проектировался бригадой В. М. Петлякова под руководством А. Н. Туполева. АНТ-42 стал своего рода дальнейшим развитием и глубокой модернизацией ТБ-3. Первый опытный самолет появился в 1936 году. После длительных доработок в 1940-м началось серийное производство самолета. Пе-8 был уникальным бомбардировщиком, он мог брать на борт до 4000 т груза. При нагрузке в 2000 т и при полной заправке дальность его полета превышала 5800 км. Средняя скорость самолета составляла 420 км / ч, вооружение — два пулемета ШКАС в носовой турели, два тяжелых пулемета БТ за мотогондолами и две пушки ШВАК-20 в кормовой и надфюзеляжной турелях. В ночь на 11 августа 1941 года бомбардировщики Пе-8 нанесли первый удар по Берлину. В 1942 году с этого самолета была впервые в мире сброшена авиабомба весом 5000 кг.