Грушин ш-тандем. Ш-тандем премиумный штурмовик в игре World of warplanes. Чертежи и описания самолёта "Quickie"

Во второй половине 30-х годов в нашей стране было создано немало интересных по замыслу и техническим решениям экспериментальных и опытных самолётов. К их числу можно отнести и штурмовик-тандем (Тандем-МАИ). Он был спроектирован и построен в Московском авиационном институте под руководством Петра Дмитриевича Грушина.

Новый штурмовик отличался от всех других самолётов того времени весьма оригинальной схемой. Его горизонтальное оперение имело площадь, равную 45 процентов площади крыла. Оно несло рули высоты и одновременно служило вторым крылом в тандем к главному - отсюда и название Ш-тандем . Рули направления и их кили были размещены под задним крылом.

Конструкция Ш-тандем деревянная, фюзеляж - типа монокок. Крыло - с толстостенными панелями обшивки. Шасси - убираемое в крыло. Вооружение: 5 пулемётов ШКАС, из них 4 неподвижных в крыле и один - в экранированной задней стрелковой точке. Штурмовик мог нести на наружной подвеске 200 кг бомб.

Первый полёт на Ш-тандем был выполнен 5 декабря 1937 года. Всесторонние испытания самолёта завершились в 1939 году. С звездообразным двигателем М-87 в 950 л.с. Ш-тандем показал скорость у земли 406 км/час, на высоте 4250 м - 488 км/час, то есть больше, чем самолёт обычной схемы с такими же двигателями и взлётным весом. Результаты испытаний, которые проводил П. М. Стефановский, подтвердили расчеты конструктора.

В 1939 году П. Д. Грушин построил второй штурмовик той же схемы, с двигателем М-105. На нём впервые в СССР для боевых машин было установлено шасси с носовым колесом.

Первое упоминание о самолете Ш-ТАНДЕМ встречается в пояснительной записке, направленной советнику первого заместителя Наркома обороны товарищу Сухову. В записке довольно подробно был описан процесс дополнительного обследования и испытания ближних бомбардировщиков, созданных конструкторами Сухим и Грушиным.

1. Оборонительная стрелковая установка самолета Ш-ТАНДЕМ не имеет мертвой зоны, что позволяет вести огонь по атакующему истребителю со всех ракурсов в задней полусфере. Защитное вооружение самолета ББ имеет большие непростреливаемые зоны.

2. Проведенные сравнительные испытания бомбардировщиков ББ и Ш-ТАНДЕМ показали значительное превосходство последнего по эксплуатационным и летно-техническим параметрам за исключением максимальной допустимой грузоподъемности. При этом основная рабочая нагрузка самолетов совершенно одинакова и составляет 400 кг. В то же время общий вес самолета ББ-1 в варианте без брони составляет 3100 кг, нормальный взлетный вес ББ примерно 4600 – 4700 кг.

3. Бронированный вариант Ш-ТАНДЕМ, который имеет бронирование мест экипажа, бензобаков и двигателя весом в 200 кг (при общей допустимой взлетной массе 3300 кг), существенного отличия в пилотировании от небронированного варианта не выявил, что объясняется значительной площадью крыла. При совершении эволюций самолет становится более инертным.

4. Особенный интерес вызывает испытательный вариант самолета с установленным двигателем конструкции товарища Швецова М-82 мощностью 1330 л.с., который имеет большой резерв для увеличения мощности. Опытный вариант подобного штурмовика с этим мотором и несколько уменьшенной площадью крыла, по предварительным расчетам товарища Грушина, может достигнуть максимальной скорости у земли в 500 км/ч.

5. Самолет Ш-ТАНДЕМ по своему конструктивному решению исключительно прост и надежен. Вся основная конструкция, несмотря на то что выполнена из дерева, обладает высокой прочностью и весовой отдачей.

6. При принятии решения о выборе модели самолета для передачи в массовое производство прошу рассмотреть вопрос, связанный с себестоимостью самолета. ББ, которые производятся на Харьковском авиазаводе, обходятся стране в 430 тысяч рублей, а долгопрудненские еще дороже - 700 тысяч. Для сравнения, СБТ завода No. 22 стоит 265 тысяч рублей, а ББ-22 завода No. 1 - 400 тысяч рублей. Основные причины огромных затрат можно объяснить низкой механизацией производства даже на передовом заводе No. 135, значительными объемами необходимой механической обработки огромного количества деталей и высоким уровнем металлоемкости (845 килограмм дюраля и 440 килограмм стали на каждый самолет).

9 декабря 1940 года во время совместного заседания СНК и ЦК ВКП(б) была рассмотрена предоставленная программа выпуска самолетов и двигателей на 1941 год. В этом чрезвычайно важном для развития авиации документе предписано прекратить строительство морально устаревших самолетов. Для производства ближнего бомбардировщика ББ установлен годовой план для всех трех авиазаводов в 950 машин. 600 Су-2 (ББ) должны построить за 1941 год в Харькове. При этом изготовление Ш-ТАНДЕМ предусмотрено всего в количестве 200 машин.

Высокие летные характеристики самолета Ш-ТАНДЕМ привлекли внимание к нему, как к возможному разведчику-корректировщику, обладающему высокой скоростью и хорошей схемой защитного огня. Именно в такой машине была потребность у РККА. Одновременно флот заинтересовался возможностью использовать самолет в качестве катапультного разведчика для линкоров и новых крейсеров. Этому способствовали миниатюрные размеры машины, которые как нельзя лучше соответствовали всем требованиям моряков.

Интересна сравнительная компоновка самолета Ш-ТАНДЕМ и Су-2. Необходимо помнить, что при существенно малых габаритах площадь крыла воздушного "тандема" (30,4 м.кв) практически идентична площади крыла Су-2 (29 м.кв).

Серийное производство нового самолета совпало с проведением массовых учений авиации летом 1940 года. Как было отмечено, первые серийные тандемы неожиданно для всех успешно не только атаковали цели, находящиеся на земле, но и вели разведку, успешно корректировали огонь авиации, а так же оказались способными перехватывать бомбардировщики противника. После проведения учебных сражений с различными самолетами, Грушин всерьез взялся за рассмотрение создания варианта многоцелевого самолета, способного не только наносить бомбовые удары, но и штурмовать.

Для значительного повышения летных характеристик конструктор Грушин решил пойти на установку совершенно нового мощного мотора Швецова. С этим мотором скорость тандема даже без значительного уменьшения площади крыла, о чем постоянно требовали военные, была способна достигнуть почти 600 км/ч. Это предоставляло возможность поднять полезную нагрузку до 1 тонны - для столь малого самолета величина невиданная!

Одновременно со штурмовым истребителем были начаты работы по изготовлению легкого самолета-ракетоносца, способного нести 2 управляемые ракеты т.217. Для ускорения проведения работ были применены отдельные фрагменты из конструкции рабочего бомбардировщика Су-2. Самолет, по идее Грушина, должен был иметь специальную кормовую пушечную установку, совмещенную с гидравлическим приводом, нижний и верхний пулеметы системы ШКАС. С 2-мя ракетами по 120 килограмм и подвесным баком 330 литров взлетный вес самолета по расчетам конструктора составлял 3560 кг. Но планам не суждено было осуществиться - началась война.

17 июля 1939 года Клим Ворошилов направил Сталину и Молотову проект постановления, которое должно было дать толчок в развитии авиастроения - "О развитии самолетных заводов НКАП" (письмо No.80692). В документе было предусмотрено увеличение мощностей действующих заводов, а также постройку четырех новых с тем, чтобы в конечном итоге в 1941 году построить 29200 новых самолетов, из них – 10400 бомбардировщиков, 13000 истребителей, 5800 разведчиков и штурмовиков. Причем в документе подчеркивалось, что указанные мощности обеспечивают потребности ВВС на 1941 год лишь частично. Эти цифры настолько удивили профессора М. Сивого, что он сошел с ума, он содрал с себя одежду и с криками «…всех порвем…» выбежал на улицу. Впрочем, это и неудивительно, ведь план производства самолетов только на один год практически в 8,5 раза превышал совокупное число всех немецких самолетов, которые участвовали в нападении на СССР 22 июня.

История данного проекта берет свое начало с начала 80-х годов. На экспериментальном машиностроительном заводе имени В. М. Мясищева проводились проектно-поисковые работы по разработке концепции новой авиационной транспортной системы большой грузоподъемности.

В начале 80-х годов прошлого века аналогичные работы проводились в нескольких авиационных конструкторских бюро и конечно же в научном центре отечественной авиации ЦАГИ.

О концепции тяжелого транспортного самолета, разработанного в ЦАГИ достаточно известно в авиационных кругах, автором разработки был руководитель проектных исследований Ю. П. Журихин.

Демонстрационная модель транспортной системы ЦАГИ неоднократно демонстрировалась на международных авиационных выставках.

Проектные разработки ЭМЗ им. В. М. Мясищева проводились в рамках темы, получившей индекс «52». Они проводились под руководством главного конструктора ЭМЗ В. А. Федотова, руководителем темы на начальном этапе был заместитель главного конструктора Р. А. Измайлов. Ведущим конструктором по теме и по сути автором концепции был В. Ф. Спивак.

Концепция проекта «52» предусматривала создание унифицированного транспортного самолета с уникальными транспортными возможностями. Главной задачей проекта было обеспечение воздушного старта многоразового воздушно-космического самолета быстрого реагирования. Экономически было бы нецелесообразно создавать такой уникальный самолет со взлетной массой 800 т только для одной задачи. Поэтому с самого начала концепция проекта «52» предусматривала использование данного самолета и для уникальных транспортных операций в том числе для транспортировки военной техники и войсковых соединений, промышленных грузов сверх больших размеров и веса.

В основу проектной концепции «52» был положен принцип «нагрузка снаружи». Только этот принцип позволяет разместить совершенно разнородные по своим формам и габаритам нагрузки. В этом случае фюзеляж самолета практически вырождается как средство размещения нагрузки, поэтому сохранив минимально необходимый размер фюзеляжа можно было бы за счет этого значительно снизить массу конструкции самолета. Вот и все, казалось бы очень простая идея на основе которой и строится весь проект.

В данной статье мы не будем подробно рассматривать проект «52». интересующихся отошлем к многотомному изданию «Иллюстрированная энциклопедия самолетов ЭМЗ им. В.М. Мясищева», где достаточно подробно описана разработка проекта.

Автору этих строк пришлось непосредственно участвовать в данных работах, и в этой статье хотелось бы рассказать о тех проектах, или правильнее сказать идеях, которые также рассматривались в процессе проработки концепции, но не получили развития и не были проработаны достаточно подробно.

Сама идея создания супертяжелого транспортного самолета не возникла сама по себе. Министерством авиационной промышленности (МАП) ставилась конкретная задача транспортировки крупногабаритных грузов в интересах народного хозяйства страны.

СССР с его огромными территориями и разбросанными по всей стране крупными промышленными центрами нуждался в решении данной проблемы, ведь очевидно, что экономически выгоднее перевозить уже готовые и собранные агрегаты.

Атомные реакторы, конвекторы металлургического производства, газгольдеры и ректификационные колонны химического производства и многие другие грузы все они при транспортировке в сборе «по воздуху» могли быть достаточно быстро введены в строй, а это значит меньшие сроки и соответственно меньшие затраты.

Любая транспортная операция «по земле» это целое событие для многих транспортных служб. Детальная проработка маршрута, снос мостов и эстакад, линий электропередач если они мешают транспортировке и так далее... Это сроки, это затраты, это в некоторых случаях просто неразрешимая проблема.

Для транспортировки предназначались грузы массой от 200 до 500 т, с габаритными размерами диаметром от 3-х до 8 м, длинной от 12 м до 50 м. Совершенно ясно, что конечно же не все из предлагаемых грузов могли быть транспортированы по воздуху, однако проект «52» большую часть грузов смог бы перевезти будь он реализован.

Так возникла идея не просто уменьшить размер фюзеляжа до минимально возможного, а вообще отказаться от него. Почему бы не заставить «работать» сам перевозимый груз? На эту идею натолкнуло то, что многие грузы, предназначенные для транспортировки выглядели как вытянутые цилиндрические тела, то есть были похожи на фрагмент фюзеляжа.

Конечно сам груз, материал из которого он был изготовлен и его конструктивное исполнение должны были удовлетворять условиям прочности при установке его на самолете. Включение груза в силовую схему самолета обещало существенный выигрыш в весовой отдаче самолета и соответственно повышало его транспортную эффективность.

Каким же образом можно включить в силовую схему транспортного самолета сам перевозимый груз? Очень просто, нужно сделать перевозимый груз крылатым! Есть такая аэродинамическая схема самолета называемая «тандем». В данной схеме несущая система самолета состоит из пары крыльев, расположенных тандемно друг за другом с продольным разносом. Перевозимый груз располагается между крыльями как раз в центре тяжести всей несущей системы самолета, все очень просто, хотя хорошо известно какую большую проблему представляет решение проблемы центровки тяжелого груза.

Тандемная схема имеет несколько большую площадь несущей системы самолета по сравнению с классической схемой, однако данная схема оказывается наиболее приемлемой для задач транспортировки грузов.

Оба крыла создают подъемную силу не теряя при этом подъемную силу на продольную балансировку, присущую классической схеме самолета. Оптимальная профилировка обоих крыльев и деградация их углов установки позволяют минимизировать отрицательное влияние интерференции крыльев и значит снизить аэродинамические потери.

Один из вариантов самолета-тандема представлял собой две независимые секции, имеющие полноценное крыло с механизацией передней и задней кромок. Крыло передней секции выполнено по низкопланной схеме, для уменьшения влияния скоса потока на заднее крыло. Сверху крыла передней секции на вертикальных пилонах установлены двигатели силовой установки. Пилонная подвеска двигателей считается достаточно универсальной, позволяющей в процессе разработки варьировать необходимое количество двигателей.

Расположение двигателей над верхней поверхностью крыла позволяло использовать эффект повышения подъемной силы крыла за счет обдувки струей двигателей (эффект Коанда). Вследствие большей нагруженности переднего крыла, переднее крыло было выполнено несколько меньшей площади по сравнению с задним крылом.

Передняя секция оборудована своим шасси - основным, состоящим из двух четырех колесных основных опор и двух двухколесных подкрыльных опор. Разнос основных и подкрыльных опор шасси вдоль продольной оси самолета обеспечило продольную устойчивость передней секции на аэродроме в отстыкованном положении.

Сверху передней секции за кабиной экипажа располагается лицом назад остекление кабины операторов нагрузки, которые следят в процессе полета за состоянием груза и систем крепления перевозимой нагрузки.

Задняя секция самолета-тандема аналогична передней. Крыло задней секции верхнерасположенное, несколько большего размаха. На заднем крыле установлены шайбы вертикального оперения. Вследствие малого эффективного плеча вертикальное оперение выполнено большой площади, двухкилевым.

Задняя секция самолета-тандема не имеет двигателей, шасси выполнено аналогично передней секции. Из-за высокого расположения крыла на задней секции, подкрыльные шасси крепятся к шайбам вертикального оперения.

Важной особенностью схемы «тандем» является также то, что при отрыве самолета от взлетной полосы самолет взлетает плоско-параллельно, практически без угла тангажа, эта особенность «тандема» как нельзя лучше подходит при транспортировке длинных грузов, так как подрыв самолета на взлете с длинным грузом на внешней подвеске для самолета классической схемы становится проблематичным.

Для крепления различных грузов предусматривались переходные кольцевые фермы, адаптированные к конкретной нагрузке.

С целью повышения транспортной эффективности самолета-тандема предполагалось использование также пассажирского модуля, замыкаемого между передней и задней секциями самолета.

Размыкаемая схема самолета-тандема позволяла приспосабливать самолет к нагрузке различной длины, это делало самолет эффективным транспортным средством. В случае перегона самолета порожняком, обе секции стыковались посредством стыковочных кольцевых ферм.

Менее радикальной выглядела схема самолета-тандема с ферменным фюзеляжем.

Принципиально идея концепции сохранялась прежней, однако фюзеляж все-таки сохранялся, правда, в несколько экзотическом виде - две фюзеляжные балки в виде пространственных ферм. Особенностью данной схемы самолета-тандема было то, что заднее крыло со своими опорами шасси и узлами крепления грузов могло перемещаться вдоль ферм до нужного положения в зависимости от размеров перевозимого груза и его центровки. Во всем остальном концепция повторяла первую схему. Совершенно очевидно были видны недостатки данной схемы, но положительным было уже только то, что поиск дальнейших продуктивных идей лежал через эти схемы.

Схема «тандем» еще не исчерпала себя, быть может она найдет себе достойное применение в самом ближайшем будущем, поживем увидим.

Источник. В. Погодин Валерий Погодин. Тандем - новое слово в авиации? Крылья Родины 5/2004

Грушин “Ш-Тандем”

Фронтовой штурмовик

Во второй половине 30-х годов в нашей стране было создано немало интересных по замыслу и техническим решениям экспериментальных и опытных самолетов. К их числу можно отнести и штурмовик-тандем Ш-Тандем (Тандем-МАИ). Он был спроектирован и построен в Московском авиационном институте под руководством П.Д.Грушина.
Новый штурмовик отличался от всех других самолетов того времени весьма оригинальной схемой. Его горизонтальное оперение имело площадь, равную 45 % площади крыла. Оно несло рули высоты и одновременно служило вторым крылом в тандем к главному — отсюда и название Ш-тандем. Рули направления и их кили были размещены под задним крылом. Конструкция Ш-тандем деревянная, фюзеляж — типа монокок из бакелитовой фанеры. Крыло — с толстостенными панелями обшивки. Шасси — убираемое в крыло, хвостовое колесо неубираемое. Экипаж — 2 человека. Вооружение: 5 пулеметов ШКАС, из них 4 неподвижных в крыле и один — в экранированной задней стрелковой точке. Штурмовик мог нести на наружной подвеске 200 кг бомб. Первый полет на Ш-тандем был выполнен 5 декабря 1937 года. Всесторонние испытания самолета завершились в 1939 году. С звездообразным двигателем М-87 в 950 л. с. Ш-тандем показал скорость у земли 406 км/час, на высоте 4250 м — 488 км/час, то есть больше, чем самолет обычной схемы с такими же двигателями и взлетным весом. Результаты испытаний, которые проводил П. М. Стефановский, подтвердили расчеты конструктора.
В 1939 году П.Д.Грушин построил второй штурмовик той же схемы ББ-МАИ, с двигателем М-105. На нем впервые в СССР для боевых машин было установлено шасси с носовым колесом.

Тем не менее “тандемные” штурмовики Грушина не прижились в ВВС РККА. Больше всего военных не устроило практически полное отсутствие бронирования – кабины обоих лётчиков и мотоустановка были защищены слишком легко для самолёта поля боя. Прекрасно памятуя об испанских боях, где многоцелевые бомбардировщики Р-5ССС и P-Z несли наибольшие потери именно от огня с земли, военные специалисты более пристальное внимание начали уделять специализированным машинам типа ЦКБ-55 конструкции ОКБ Ильюшина. Вместе с этим успешные испытания прошел многоцелевой бомбардировщик ББ-1 (Су-2), по своим боевым параметрам не уступавший бронированному ильюшинскому самолёту и штурмовику Грушина. В качестве преимуществ у Ш-Тандем остались лишь незначительное преимущество в скорости и лучшие среди всех самолётов того времени углы обстрела из задней стрелковой башни. Но здесь надо учитывать, что скорость 488 км\ч была получены при испытаниях опытного образца, а в реальных условиях (в массовом производстве) Ш-Тандем вряд ли мог достичь 470 км\ч. Отрицательную роль, в этом плане, играла и наружная подвеска бомб – такая схема тоже могла “съёдать” до 40 км\ч, в то время как конструкторы не предпринимали шагов по перекомпоновке машины. Много проблем также доставлял и двигатель М-87. К примеру серию ББ-1 едва не закрыли, ознакомившись с отчетами об эксплуатации первых серийных машин. Так что проблем с Ш-Тандем было куда больше, чем это представлялось в советской авиационной литературе.

Источник: сайт www.airwar.ru

Тактико-технические
данные штурмовика Грушин Ш-Тандем :

Начало проектирования – 1936 г.

Полет первого прототипа – 05.12.1937 г.

Причина завершения работ – 1940 г., появление более
перспективных штурмовиков.

Длина – 8,50 м

Размах крыла – 11,00 м

Площадь крыла – 30,40 м.кв.

Вес взлётный – 2560 кг

Скорость на расчетной высоте – 488 км\ч

Скорость у земли – 406 км\ч

Скороподъёмность –