Создание бомбардировщика B-29
В офис самолетостроительной компании «Боинг» 5 февраля 1940 г. доставили большой коричневый конверт. В нем находилось задание R-40B на новый тяжелый бомбардировщик. Эта машина по всем показателям должна была значительно превосходить состоявший на вооружении В-17. Например, требуемая дальность полета определялась в 8600 км. Кроме «Боинг», аналогичные задания получили фирмы «Консолидейтед», «Дуглас» и «Локхид». Через 30 дней ввсе они должны были представить свои предложения.
Уже через три дня «Боинг» выложила на стол материалы по проекту «модель 341». Эта машина имела максимальную скорость 650 км/ч и могла пролететь требуемое расстояние, сбросив на полпути 910 кг бомб. Конечно, проект выполнили не за три дня. Работу над ним начали фактически еще в марте 1938 г., когда военные обратились к «Боинг» с предложением попробовать снабдить В-17 гермокабиной. Но конструкторы фирмы смотрели на проблему шире и первым делом сформулировали требования к перспективному тяжелому бомбардировщику.
Он должен был иметь герметичную кабину, чтобы обеспечить возможность работы экипажа на больших высотах, выше непогоды и огня зенитной артиллерии; трехколесное шасси с носовым колесом, облегчающее маневрирование на земле; значительную дальность полета, ведь будущие противники расположены за океаном; высокую скорость, чтобы уменьшить уязвимость от истребителей; большую бомбовую нагрузку, чтобы повысить эффективность выполнения боевого задания. Необходимо было предусмотреть разнообразие комбинаций загрузки топливом и бомбами; отсюда следовало требование иметь фюзеляж больших размеров с емкими бом-боотсеками.
Начали с возможности модернизации существующих конструкций. Исследовались варианты приспособления под новые требования опытного бомбардировщика ХВ-15, построенного в 1937 г., и выпускавшегося серийно В-17 путем оснащения этих машин герметичными кабинами и трехколесным шасси.
В результате появились два предварительных проекта: «модель 316» (модернизированный ХВ-15) и «модель 322» (улучшенный В-17). Оба они не вышли из стадии эскизного проектирования. Хотя «модель 316» даже получила официальное обозначение Y1В-20, работы над этими проектами прекратили.
В январе 1939 г. конструкторы «Боинг» отбросили мысль об использовании существующих конструкций и всерьез занялись новым бомбардировщиком «модель 333». Самолет задумывался аэродинамически совершенным, минимальных размеров. Силовая установка состояла из четырех моторов Аллисон V-1710 мощностью по 1150 л.с. Двигатели располагались в двух мотогондолах тандемом: один работал на тянущий винт, другой — на толкающий. Предусмотрели герметичную хвостовую пулеметную установку и два бомбоотсека, шедших в фюзеляже один за другим. Заднюю и переднюю гермокабины соединили герметичным туннелем-лазом.
По расчетам, максимальная полетная масса самолета достигала 22 100 кг при бомбовой нагрузке до 2640 кг. Вооружение — пять 12,7-мм пулеметов и один — 7,62-мм. Экипаж — шесть человек. Дальность полета с 908 кг бомб — 5500 км, максимальная скорость — 495 км/ч.
При рассмотрении проекта выявился ряд недостатков. Двигатели, смонтированные сзади, трудно было охлаждать. При больших воздушных винтах, установленных на задних моторах, неизбежно требовалось высокое, а, следовательно, тяжелое шасси. Из-за своеобразного расположения двигателей сложно оказалось справиться с вибрационными и крутильными нагрузками на крыле.
Следующими стали проекты «модель 333А», «модель 333В» и «модель 334», разработанные с января по март 1939 г. Это были монопланы с высоко расположенным крылом, герметичной кабиной и трехколесным шасси. Их особенностью являлось расположение двигателей жидкостного охлаждения внутри крыла, что улучшало аэродинамику. Но это приводило к тому, что для бензобаков в крыле не хватало места; в результате дальность полета уменьшалась, не соответствуя требованиям.
Наиболее совершенным считался проект «модель 334». На нем использовали двухкилевое оперение для улучшения обстрела назад и отказались от кормовой установки. В крыле прятались оп-позитные двигатели Пратт-Уитни 1800 со взлетной мощностью 1850 л.с. Максимальная бомбовая нагрузка составляла 3560 кг, вооружение — пять 7,62-мм и три 12,7-мм пулемета. Экипаж — девять человек. Максимальная полетная масса выросла до 30 000 кг. По расчетам, дальность с 908 кг бомб равнялась 7250 км, а максимальная скорость — 628 км/ч.
Самым уязвимым местом всех трех проектов являлась силовая установка. Проектировщики пришли к выводу, что длинные валы трансмиссий усложняют конструкцию, снижают надежность, а самое главное — толстое крыло с большим сопротивлением в значительной мере нейтрализует выигрыш в аэродинамике, полученный при внутрикрыльевой установке двигателей. Увеличивалась масса крыла, уменьшался запас топлива. Кроме того, существовал большой риск при использовании новой непроверенной конструкции самолета в сочетании с абсолютно новыми мотоустановками. Поэтому в июле 1939 г. разработчики полностью отказались от предыдущих проектов, перейдя к «модели 334А».
На ней конструкторы значительно увеличили нагрузку на крыло, чего ранее избегали. Мысль о том, что высокая нагрузка означает недопустимо большую посадочную скорость, парализовала проектировщиков. Но проведенные исследования убедили их в том, что с момента взлета она дает преимущества с точки зрения снижения сопротивления, увеличения аэродинамического качества и дальности полета. Однако необходимо было принять меры для улучшения взлетно-посадочных характеристик. Чтобы обеспечить приемлемые разбег и пробег, решили ввести посадочные щитки-закрылки.
Самолет «модель 334A» представлял собой моноплан с высоко расположенным крылом, герметичной кабиной, трехколесным шасси с носовым колесом и однокилевым оперением. Он проектировался под четыре двигателя Райт R-2800 со взлетной мощностью по 2000 л.с. Расчетная перегрузочная полетная масса равнялась 30 000 кг, максимальная бомбовая нагрузка — 3560 кг, вооружение — пять 7,62-мм и три 12,7-мм пулемета. Экипаж — девять человек. Дальность полета с 908 кг бомб — 8600 км, максимальная скорость — 628 км/ч.
К концу лета 1939 г. инженеры фирмы «Боинг», проведя много исследований в аэродинамических трубах, доказали, что можно создать щиток-закрылок с высокой эффективностью, облегчающий взлет и посадку.
Военные официального задания не давали, но участвовали в определении концепции бомбардировщика, обсуждая с руководством компании и конструкторами возможный набор требований к машине. В августе 1939 г. началась работа над проектом «модель 341», в котором использовали опыт предыдущих разработок. Хотя масса пустого самолета стала всего на 2700 кг больше, чем у «модели 334А», полезная нагрузка увеличилась вдвое. Размах крыла уменьшили на 3 м, а фюзеляж удлинили на 1,5 м. Площадь крыла стала меньше, при этом удельная нагрузка на крыло возросла с 230 до 312 кг/м2. Без бомб самолет должен был иметь дальность 11 000 км.
Аэродинамике бомбардировщика уделялось очень большое внимание. Клепка только потайная, все стыки обшивки крыла должны были выполняться заподлицо. Фары и аэронавигационные огни, дренажи топливной системы, термометры и трубки ПВД не должны были выступать за контур обшивки. В противном случае требования по скорости и дальности выполнить было крайне трудно. Для крыла выбрали новый профиль Боинг 111.
«Модель 341» представляла собой моноплан со среднерасположенным крылом с трехколесным шасси. Силовая установка — аналогична «модели 334А». Максимальная бомбовая нагрузка — 4500 кг, оборонительное вооружение — шесть 12,7-мм пулеметов. Экипаж — 12 человек. Расчетная полетная масса с перегрузкой — 38 000 кг. Дальность полета с бомбовой нагрузкой 908 кг оценивалась в 8500 км, при максимальной перегрузке — в 11 200 км. Максимальная скорость — 647 км/ч.
Позже «Локхид» отказалась от дальнейшей работы над своим бомбардировщиком, и ее место заняла «Консолидэйтед» со своим ХВ-32. 14 декабря 1940 г. «Боинг» заказали третий опытный образец. Таким образом, ставка на смелые революционные Технические решения, принятые при проектировании самолета, себя оправдала.
В декабре 1939 г. фирма «Боинг» на свои деньги начала строить деревянный макет. И действительно, 5 февраля 1940 г. было получено задание R-40B. После его появления работы по самолету форсировали.
В сентябре 1939 г. грянула Вторая мировая война. В воздушных боях шла практическая проверка авиационной техники. Очень быстро изменились взгляды на вооружение бомбардировщиков. В конце марта 1940 г. военные представили дополнительные технические требования. Фактически нужен был другой самолет: с большей бомбовой нагрузкой, с протектированными бензобаками и более мощным оборонительным вооружением. В ответ на это в марте — апреле 1940 г. появился проект «модель 345».
Этот самолет представлял собой моноплан со среднерасположенным крылом и трехколесным шасси. На всех трех стойках применили сдвоенные колеса. Основные стойки убирались в мотогондолы, а не в крыло, как в предыдущих проектах. Двигатели Райт R-3350 имели взлетную мощность по 2200 л.с. Нагрузка на крыло теперь составляла 318 кг/м2. Вооружение включало 10 пулеметов калибра 12,7 мм и одну 20-мм пушку. Пулеметы размещались в четырех убирающихся в фюзеляж турелях и хвостовой механизированной установке, имевших дистанционное управление с наводкой через перископ. Экипаж — 12 человек. Расчетная перегрузочная полетная масса — 51 000 кг. Дальность полета с бомбовой нагрузкой 908 кг—9600 км, максимальная скорость — 620 км/ч.
Опыт войны потребовал ввести протек-тированные топливные баки, что увеличило массу самолета на 1360 кг; для сохранения дальности пришлось добавить еще 900 кг топлива. Увеличение массы вооружения на 1150 кг также потребовало прибавки в 730 кг бензина. В результате общая емкость топливных баков у «модели 345» составила 20 500 л, на 4800 л больше, чем у «модели 341».
11 мая фирма передала эскизный проект на рассмотрение военных. Машина им понравилась, и вскоре было выделено 85 860 долларов на продолжение работ. 27 июня «Боинг» получила официальный заказ на бомбардировщик, а также дополнительные денежные средства.
Параллельно с «Боинг» над новыми проектами по заданию R-40B работали «Дуглас», «Локхид» и «Консолидейтед». Но они предпочли не рисковать, пойдя по пути глубокой модернизации ранее спроектированных машин. Например, «Консолидейтед» взяла за основу своего проекта «33» самолет В-24 «Либерей-тор», а «Локхид» доработала в бомбардировщик перспективный дальний пассажирский лайнер.
Все проекты были изучены комиссией ВВС. 4 июня начальник штаба ВВС армии США генерал Арнольд принял решение: из четырех проектов он выбрал два, фирм «Боинг» и «Локхид». 24 августа «Боинг» получила 3 615 000 долларов на изготовление двух опытных образцов самолета, получившего обозначение ХВ-29, и одного планера для статических испытаний.