К концу 1942 года в техническом оснащении военной авиации всех воюющих стран произошли качественные изменения. Особенно впечатляли достижения СССР в этой области. Превосходство военной промышленности и советской конструкторской мысли в полной мере стало очевидным даже военным руководителям Третьего Рейха, как бы они ни старались поддерживать миф о полном разгроме советской авиации и ее неспособности заново возродиться. Практически это означало, что в долгой многолетней борьбе за количественное преобладание в воздухе у Германии, как и у ее союзников, не было никаких перспектив (советская авиапромышленность теперь выпускала больше самолетов и в 43-м году каждый третий из них был «Ил-2»). Более того, уже стал ощущаться рост опыта и мастерства советских пилотов, опытных летчиков становилось все больше. Поэтому весь драматизм военно-промышленного противостояния держав сводился теперь к поиску конструкторских идей обеспечивающих качественное превосходство. Причем таких, которые можно было бы массово реализовать без кардинальных технологических изменений и без привлечения значительных ресурсов. Ведь заводы и так работали на пределе своих возможностей и в Германии, и в Советском Союзе.
При этом в развитии фронтовой авиации, особенно в том, что касалось ее способности бороться с бронетехникой, у всех сторон было еще много нераскрытых возможностей. В довоенный период ни одна из воюющих держав не успела в полной мере использовать для этого все имеющиеся технические достижения. Теперь же нехватка времени, необходимая для качественного рывка, отчасти компенсировалась обширным боевым опытом. Идеи, которые обсуждались в конструкторских бюро и военных ведомствах, были настолько разнообразны и многочисленны, что им можно было бы посвятить отдельную книгу. Однако большая их часть не была реализована даже в опытных образцах. А все потому, что главной задачей становилось уже не просто повышение отдельных тактических возможностей отдельных типов самолетов, а кардинальное качественное изменение фронтовой авиации в целом, оснащение ее дополнительным стратегическим преимуществом.
Дело в том, что даже те нововведения и усовершенствования в бомбовом, пушечном, ракетном вооружении фронтовой авиации, которые воплощались в серийных образцах, не повышали общую статистику ее эффективности больше чем на несколько процентов. Конечно, увеличение пушечных калибров немецких штурмовиков или, скажем, применение зажигательного оружия «Илами» в определенных тактических условиях давало неплохие (и иногда впечатляющие) результаты, но для качественного перелома в масштабах всего Восточного фронта этого оказывалось недостаточно. Кроме того, для самолетов поля боя того времени все эти новшества в той или иной степени были опасны сами по себе. За эффективность приходилось платить многочисленными ограничениями и, прежде всего, снижением устойчивости к противодействию истребителей противника. Так, например, установка 37-миллиметровых пушек на «Юнкерсе-87» сделала его неспособным к крутому пикированию, снизило скорость (как минимум на 50 км/час), ухудшило аэродинамические характеристики. Это был своего рода замкнутый круг, из которого можно было выйти только с помощью какого-то принципиально нового вооружения, не требующего кардинально менять летные качества и тактико-технические характеристики существующих типов самолетов.
Такими инновациями в то время вполне могли стать многие разработки немецких, американских и британских конструкторов, и некоторые из них к концу войны были очень близки к эффективным решениям. Но, как это уже не раз бывало и в других областях, первенство осталось за СССР. В начале 1943 года советскими учеными было создано принципиально новое противотанковое средство фронтовой авиации – кассетные кумулятивные бомбы. И до конца Второй Мировой войны это оружие так и оставалось единственным в своем классе, непревзойденным по тактическим возможностям и стратегическому значению.
Но сначала – немного об истории кумулятивных боеприпасов.
Кумулятивный эффект или, как его еще называют, эффект направленного взрыва был известен давно, возможно, со времен Тридцатилетней войны. А наиболее достоверно, в 1792 году известный теоретик минного дела Фридрих фон Баадер описывал устройство фугаса с конической выемкой в порохе, с целью его экономии и увеличения взрывного эффекта.
Первая научная теория кумулятивного эффекта принадлежит выдающемуся русскому инженеру и ученому генерал-лейтенанту Михаилу Матвеевичу Борескову. Его работа вышла в свет в 1864 году и вскоре была переведена на многие языки. Поэтому иногда он упоминается как первооткрыватель кумулятивного эффекта, хотя это неверно. Действительно, среди его многих изобретений были устройства с этим эффектом (которые он успешно применил при разрушении крепости Виддин во время русско-турецкой войны 1877—78 годов). Главная же заслуга Борескова, во-первых, именно в создании основ научной теории о детонационных волнах, позволявшей точно рассчитывать параметры зарядов, а во-вторых, в создании уникальной отечественной школы научных и инженерных кадров.
Однако от открытия кумулятивного эффекта до создания бронебойных боеприпасов расстояние не меньше, чем от теории Сади Карно до первого четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Несмотря на то, что идеи использовать направленный взрыв для пробивания брони танков и кораблей известны еще с Первой Мировой войны, первые опытные образцы артиллерийских снарядов появились в разных странах только к концу тридцатых годов. Кажущаяся простота идеи требовала создания принципиально новых материалов, сплавов, а также длительных, очень дорогих исследовательских и испытательных работ.
В двадцатые годы советский ученый, профессор Мирон Яковлевич Сухаревский проводил исследования кумулятивного эффекта, развивая идеи Борескова. Работая с кумулятивными зарядами, он сумел найти зависимость бронебойного действия таких зарядов от формы выемки, состава ее металлического покрытия и других факторов. Благодаря его разработкам направленные взрывы успешно использовались при строительстве Днепровской плотины. Однако применение в военных целях эффектов, описанных Сухаревским, в то время казалось настолько сложным технологически, что его работы были опубликованы в открытой печати.
После войны выяснилось, что это было непростительной ошибкой. Советский ученый-физик и выдающийся изобретатель Георгий Иосифович Покровский (тоже занимавшийся проблемами направленного взрыва) впоследствии писал:
«…Среди документов, взятых нашими войсками в качестве трофеев при штурме Берлина, мне попалась немецкая книга с пометкой «Совершенно секретно» и приложенным к ней письмом Геринга. В письме был указан особый режим использования и хранения этой книги, изданной еще в 1938 году. При более детальном прочтении стало ясно, что книга представляла собой перевод сведенных воедино статей Сухаревского, опубликованных в журналах «Техника и вооружение Красной Армии» за 1925–26 годы. В статьях ученого содержалось обоснование действия кумулятивных зарядов».
Уже в начале войны немцы первыми использовали в военных целях теоретические разработки Сухаревского.
10 мая 1940 года отряд немецких парашютистов приземлился на территории форта Эбен-Эмаль. Форт был главной крепостью в системе бельгийской обороны в центральной части страны и в то время считался неприступным. Однако в течение примерно часа диверсанты вывели из строя орудийные башни форта с помощью специальных кумулятивных зарядов. Они имели вес около 50 килограммов, и представляли собой довольно громоздкие, но эффективные устройства. В отверстия, пробитые ими в крышах башен, немцы закидывали ручные гранаты, уничтожив таким образом орудийные расчеты.
В то время теоретическим разработкам русских и советских ученых явно не хватало технологических возможностей, которыми располагали конструкторы Германии. Особенно в технологиях литья и обработки материалов. Используя идеи Сухаревского, выдающийся немецкий конструктор Франц Рудольф Томанек еще в 40 году первым сумел решить проблему, возникающую из-за вращения артиллерийского снаряда, которое существенно снижает его бронепробиваемость. (Радиальный разлет кумулятивной струи под действием центробежных сил снижает ее энергию.) Конструкция Томанека с «рифленой» кумулятивной облицовкой стала стандартом, принятым конструкторами боеприпасов в других странах.
Впрочем, в СССР первый кумулятивный снаряд (калибра 76 миллиметров) был принят на вооружение в начале 42 года, всего на полгода позже аналогичного немецкого. Его создали под руководством Михаила Яковлевича Васильева – трижды лауреата Сталинской премии и одного из самых выдающихся конструкторов боеприпасов (а после войны – руководителя КБ-11 в Арзамас-16).
Кумулятивная граната впервые была запатентована в США приехавшим из Швейцарии изобретателем Генрихом Хансом Могауптом еще в 40-м году. Впрочем, именно для противотанковых гранат его конструкция была не очень удобна – в сороковые годы ее заметно усовершенствовали и изменили (благодаря появлению новых материалов). Но она оказалась наиболее подходящей для создателей первых реактивных гранатометов – американской «базуки» (Bazooka) и отчасти немецких. Реактивные снаряды к ним имели боевые части, сконструированные по схеме Могаупта. Он же, кстати, впоследствии разрабатывал и кумулятивные артиллерийские снаряды для армии США.
Что же касается идеи кумулятивной авиационной бомбы, то к ней в начале войны вообще мало кто относился серьезно. Ведь проблема была не в бронепробиваемости, а в точности наведения такой бомбы и ряде других технических сложностей. Высота сброса (если точнее – высота взведения взрывателя), а особенно траектория кумулятивной бомбы, ограничены слишком узкими пределами. Ее заряд сложен и дорог в производстве, да и взрываться он должен на строго определенном расстоянии от поверхности брони. И это только основные требования. Если, например, для осколочно-фугасной бомбы ФАБ-100 было достаточно точности попадания плюс-минус два метра (чтобы, хотя бы, повредить гусеницу), то кумулятивная бомба должна была контактировать непосредственно с броней танка. При этом еще и ось кумулятивной струи должна располагаться перпендикулярно к поверхности – или почти перпендикулярно. Ведь даже отклонение на десять градусов снижало бронепробиваемость почти вдвое. Поэтому большинство конструкторов во всем мире поначалу считали идею практически нереализуемой. Разработку тяжелых авиабомб кумулятивного действия, предназначенных для крупных целей – кораблей – мы здесь не будем рассматривать, так как эта тема заслуживает отдельной статьи. В танк же в те времена было сложно попасть и обычной бомбой.
И все же возможность создать кумулятивную противотанковую авиабомбу не давала покоя немецким конструкторам. По количеству различных экспериментальных образцов они даже превзошли своих конкурентов. Однако практически все эти попытки так и не увенчались успехом. Лишь одна из них – противотанковая кумулятивная бомба «SD-4 HL» все же была принята на вооружение в начале 43 года, несмотря на множество конструктивных недостатков. Но об этой бомбе речь будет во второй части, а сначала – о ПТАБах.
Одна из самых важных проблем того времени заключалась в том, что помимо необходимости попасть точно в цель под нужным углом, существовала еще более сложная проблема создания надежного и эффективного взрывателя для бомбы. Вообще, для кумулятивных боеприпасов – артиллерийских и реактивных снарядов (и тем более для бомб и мин) к началу войны оптимального взрывателя ни у одной стороны не было. Первые надежные серийные образцы в Великобритании, Германии, а также в Японии начинают появляться значительно позже самих боеприпасов – только с начала или середины 43 года. А для небольшой авиабомбы такая задача многими специалистами, в том числе и советскими, считалась поначалу слишком сложной. Для кумулятивных зарядов использовались особые ВВ смешанного состава, что серьезно сужало спектр подходящих типов взрывателей. Наиболее подходящими для этой цели считались электрические инициирующие устройства, а они намного сложнее и дороже, а также создают, как мы увидим ниже, ряд неудобств.
Тем не менее, эта важная составная часть эпохальной инновации в СССР была реализована уже в середине 1942 года в ЦКБ-22 – Центральном конструкторском бюро № 22, которое специализировалось на разработке взрывателей (в настоящее время это НИИ «Поиск» в Санкт-Петербурге).
В январе 42 года выдающийся советский конструктор Иван Александрович Ларионов (впоследствии генеральный конструктор ЦКБ-22) предложил использовать против танков противника созданную им легкую противотанковую кумулятивную авиабомбу оригинальной конструкции. Она весила всего 10 килограммов и могла сбрасываться с малых высот, вплоть до 25 метров. Специалисты комиссии, изучавшие предложение, рекомендовали уменьшить массу бомбы. Появление новых комбинированных взрывчаток уже позволяло решить такую задачу. В конце концов, «изделие» стало весить всего два с половиной килограмма. Это дало возможность намного увеличить количество авиабомб, загружаемых в кассеты, что значительно повышало вероятность попаданий в танки при атаке с воздуха. А оптимальная высота сбрасывания увеличилась до 70 метров.
В советских источниках, рассказывающих об изобретении Ларионова, довольно много места уделяется взрывателю. Однако, при более близком рассмотрении идея Ларионова заключалась не столько в конструкции самого взрывателя (который получился очень чувствительным) сколько в общей схеме и прежде всего в двух вещах: 1) в промежуточном тетриловом заряде точно рассчитанной мощности; 2) в удачно подобранном материале оболочки бомбы.
Сам взрыватель был скомпонован по уже давно известной, так называемой «французской схеме»: инерционная втулка и капсюль-детонатор находятся в полом цилиндре. Такая схема удобна прежде всего тем, что взрыватель можно расположить в любом месте внутри корпуса. А промежуточный заряд находился вверху бомбы, у стабилизаторов. Инерционный взрыватель срабатывал в момент удара, а основной заряд благодаря промежуточному – с задержкой в доли секунды. Форма и упруго-деформационные свойства жестяной оболочки были подобраны так, чтобы носовая часть корпуса бомбы при ударе «зависала» на доли секунды у поверхности брони между моментами инициации обоих зарядов. Таким образом обеспечивались необходимые геометрические параметры детонации основного – кумулятивного заряда, который собственно и поражал броню.
Когда Ларионов в первый раз выступал перед комиссией, такая схема всем казалась излишне сложной и надуманной. Скорее всего, поверили не столько ему, сколько разработчикам ВВ и химикам. Они к тому времени уже создавали достаточно мощные кумулятивные заряды, способные сохранять значительную бронепробиваемость даже при отклонениях до 15 градусов от нормали.
«…Замечательные боевые качества нашего самолета «Ил-2» навели меня на мысль о создании средства для поражения танков. Штурмовик Ильюшина имел 4 кассеты для мелких авиабомб и мог сбрасывать их с небольшой высоты, вплоть до 25 метров. Чем больше бомб в кассетах, тем выше вероятность прямого попадания. Кумулятивный заряд очень подходил для этой цели. Ну а корпус – его можно было выполнить из тонкой жести, ведь принцип действия не предполагал применения осколков. Бомба из жестянки... Такое предложение у некоторых специалистов вызвало явное недоверие. Тем более что кумулятивные заряды были новинкой и в 1942 году в боеприпасах еще не применялись.
Но командование ВВС поверило мне и оказало столь необходимую в новом деле помощь. Решение ГКО об изготовлении ПТАБов было принято в срочном порядке по инициативе Сталина, хотя приемная комиссия не успела составить акт о результатах испытаний. Верховный Главнокомандующий запретил применять новые бомбы до особого распоряжения. Как только началось танковое сражение под Курском (5 июля 1943 года), тысячи ПТАБов посыпались на бронированные силы гитлеровцев. Штурмовики «Ил-2» брали по 312 бомб, 78 штук в каждую из четырех кассет…»
Так писал о своем изобретении сам Ларионов. Стоит обратить внимание: в определенном смысле это типичный пример того, как «напускался туман» на важные элементы, переводя внимание на второстепенные вещи. На самом деле, конечно, конструкция корпуса бомбы была совсем не «простой жестянкой».
Большая часть проводившихся испытаний новой бомбы была связана вовсе не с поиском оптимальной схемы взрывателя (он довольно прост и не содержал каких-то принципиальных отличий от предшествующих образцов своего типа), а с подбором подходящего материала для оболочки бомбы. Сложность состояла в том, что нужно было не создавать новый сплав (на это не было ни времени, ни ресурсов), а подобрать что-то подходящее из уже имеющихся и достаточно массовых типов жести.
Физические параметры всей конструкции, форма и устройство носовой части (а также многие другие параметры) были тщательно рассчитаны и проверены в десятках экспериментов. Ведь очень важно было, чтобы направленный взрыв был инициирован в определенный момент, в пределах долей секунды – как раз в момент оптимального расстояния для действия кумулятивной струи.
Вскоре испытания показали невероятную эффективность конструкции. Да и бронепробиваемость оказалась достаточно высокой для немецкой брони всех типов. 70 миллиметров высококачественной стали не были преградой, даже когда угол падения к нормали достигал величины 15 градусов, считавшейся предельной. А бронепробиваемость по нормали вскоре была доведена до 90 миллиметров. На заключительных испытаниях под углом 30 градусов была пробита броня толщиной 50 миллиметров, что по тем временам было результатом просто фантастическим. При этом надо сказать, что крыша «Тигра» имела толщину 28 миллиметров, а «Пантеры» – 16. Для небольших бомб, разлетающихся из кассет и падающих на броню под разными углами, это и стало главной предпосылкой их эффективности.
В первых сериях корпус и клепаные стабилизаторы перисто-цилиндрической формы изготовляли из специальной листовой стали с определенными упругими свойствами толщиной 0,6 миллиметра. Для увеличения осколочного действия цилиндрическая часть корпуса была одета в полуторамиллиметровую рубашку из твердой стали. Последнее утверждал сам Ларионов, но опять же думается, что осколочное действие кумулятивного противотанкового боеприпаса – качество второстепенное. Скорее всего, дополнительная жесткая оболочка была нужна для устойчивости боковых стенок корпуса – попросту, чтобы они не сминались при ударе. (Далее при сравнении с немецкой «SD-4 HL» мы увидим, насколько это важно.)
Основной заряд представлял собой взрывчатку типа «ТГА» – на основе смеси тротила, гексогена и алюминиевой пудры. Этот тип ВВ в сочетании с медной облицовкой кумулятивной воронки в то время давал наибольшую температуру струи. (Именно ее высокая мощность и позволила значительно снизить массу бомбы).
На стабилизаторы перед укладкой в кассеты надевался специальный предохранитель. Он удерживал ветрянку взрывателя от самопроизвольного свертывания. (Ветрянкой называется крыльчатка с винтовыми лопастями, ось которой ввинчивается в ударник). После сбрасывания бомбы с самолета предохранитель срывало встречным потоком воздуха. Ветрянка начинала вращаться и, совершив заданное число оборотов, отделялась, освобождая ударник. Таким образом происходило взведение взрывателя: при встрече с препятствием свободный ударник бил по капсюлю-детонатору.
Создание новых авиабомб, получивших название ПТАБ (противотанковая авиационная бомба), растянулось более чем на год. В разработке основных узлов и взрывчатки участвовало более сотни специалистов разного профиля. Неизбежные ошибки и неудачи не раз ставили под сомнение весь проект и, очевидно, не последнюю роль в его завершении сыграло личное внимание Сталина.
Наконец, последние испытания закончили в апреле 1943 года. ПТАБы действовали настолько эффективно, что Государственный Комитет Обороны немедленно принял их на вооружение. Первые массовые серии были выпущены уже в мае. Заказ выполняли более 150 предприятий различных наркоматов и ведомств.
Оружейники загружают кассеты штурмовика Ил-2 противотанковыми бомбами ПТАБ
ПТАБы образца 1943 года представляли собой кассетные авиабомбы, в наибольшей степени отвечавшие возможностям «Ил-2» того времени. Штурмовики могли их сбрасывать с горизонтального полета в достаточно широком диапазоне малых высот – от 50 до 200 метров. Это очень удобно, так как не требует узких начальных условий для атаки. В бомбовую зарядку самолета «Ил-2» в то время входило до 192 ПТАБов в четырех кассетах (по 48 штук в каждой). Даже при максимальной высоте сбрасывания (двести метров) при скорости полета около 350 километров в час в среднем одна бомба попадала на площадь около 15 квадратных метров. Полоса поражения достигала 190—210 метров и в ширину от 15 до 30 метров. Практически это означало, что хотя бы по одной бомбе должно было достаться каждому танку, находящемуся в полосе поражения. Отметим, что одного попадания вполне достаточно, как минимум, для выведения танка из строя, а в половине случаев – для его уничтожения.
А первое испытание в боевых условиях было решено провести на Таманском полуострове 1 июня. Этот выбор был связан, прежде всего, тем, что здесь впервые в Великой Отечественной войне советской авиацией было достигнуто решающее превосходство в воздухе. То есть была наименьшая вероятность, что вражеские истребители смогут помешать проведению эксперимента. Кроме того, линия фронта к концу мая была достаточно стабильной, что также удобно для детального изучения результатов. Однако в этот раз ни одного немецкого танка подбить не удалось. Возможно, поэтому какой-либо информации об этих испытаниях в советских источниках практически нет. Существует еще версия, что несколько танков все же удалось подбить, но сведения об этом были закрыты даже для тех, кто проводил испытания – летчиков и инженеров-оружейников. Так или иначе, сейчас известно только, что до середины лета во всех частях было категорически запрещено применять эти бомбы, несмотря на то, что они уже в больших количествах поступали в штурмовые полки. Так что если испытания 1-го июня действительно были неудачными, проблема была не в самих бомбах. От нового оружия не отказались и существенных изменений в конструкцию не вносили. Видимо было решено обеспечить неожиданное массированное применение этого оружия в предстоящем сражении на Курской дуге, а заодно и доработать необходимые инструкции для летчиков и оружейников.
