Броня для «летающих танков» Марфин М. // Химия и жизнь. 1985. №5
Советские самолеты-штурмовики Ил-2 фашисты называли «черной смертью», наши — «летающими танками». Хорошо вооруженный и, что не менее важно, хорошо защищенный броней «летающий танк» предназначался прежде всего для борьбы с танками противника. На бреющем полете крушили штурмовики и артиллерийские батареи, и колонны войск, и не успевшие подняться с аэродромов «мессершмитты» и «юнкерсы»...
Вспоминает трижды Герой Советского Союза Иван Никитович Кожедуб:
«В марте 1941 года, всего через три месяца после получения чертежей из ОКБ С.В. Ильюшина, летчик-испытатель К. Рыков поднял в воздух первый серийный штурмовик Ил-2. Спустя пять месяцев на общезаводском митинге была зачитана телеграмма командующего ВВС Балтийского флота генерал-майора авиации М.И. Самохина: «Ваша продукция, которую мы используем сегодня, дала прекрасные результаты. Уже не одна сотня фашистских танков и солдат сметена с лица земли...»"».
Нетрудно подсчитать, что телеграмма была отправлена в августе 1941 г., в самые тяжелые первые месяцы войны...
Дальнейшее более известно... «Летающий танк» Ил-2 и его модификации Ил-8, Ил-10 оказались самыми массовыми самолетами Великой Отечественной войны — их было выпущено 42 тысячи. В воспоминаниях ветеранов сохранилось описание легендарного воздушного боя, когда шестерка наших штурмовиков встретилась у переднего края с 54 «юнкерсами», сбила пять из них и три повредила, сама же вернулась на аэродром без потерь. Этот фантастический результат был достигнут не только благодаря мужеству и мастерству летчиков, но и благодаря броневой защите наших самолетов-штурмовиков.
Мне удалось побеседовать с одним из тех, кто создал эту броню — известным советским ученым-металловедом, лауреатом Ленинской и Государственных премий академиком Сергеем Тимофеевичем Кишкиным. Статья построена в основном на его рассказе... Они познакомились, поступая в МВТУ. В 1926 г. в вузах восстановили вступительные экзамены, и Сергей Кишкин, как, впрочем, и большинство поступавших, опасался тогда за свою математическую подготовку. Поэтому человек, щелкавший без труда самые головоломные задачки, — Николай Скляров — не мог не привлечь внимания.
Они оказались в одной студенческой группе, сдружились. До поступления в МВТУ Кишкин проработал три года чертежником. Поэтому от черчения его освободили, и он получил возможность посещать дополнительно лекции лучших профессоров. А профессора в МВТУ были! Один Л.К. Рамзин чего стоил — директор Теплотехнического института, крупнейший ученый. Читал он, однако, так, будто теплотехника — наука законченная, переданная отныне и навсегда инженерам-практикам. Другое дело Иван Иванович Сидорин. Свой предмет — металловедение он подавал студентам как сумму известного и неизвестного, охотно поворачивал неизученной стороной, и оттого студенты к нему тянулись. Особенно Кишкин, Скляров и их сокурсник Зиновий Шатский.
В 1930 г. Сидорин решил организовать в МВТУ материаловедческую кафедру, выпускать студентов по этой специальности. Но Наркомат тяжелой промышленности разрешения не давал, поскольку таких специалистов уже готовил Институт стали. Но его выпускники были «чистыми» металлургами, а Сидорин хотел готовить специалистов, знающих машиностроение и способных решать его проблемы металлургическими и металловедческими приемами.
С этой аргументацией студенты МВТУ и пошли к Г.К. Орджоникидзе. Вот так просто. И нарком согласился. Кишкин и Скляров стали первыми аспирантами и вскоре вместе с Шатским первыми преподавателями новой кафедры.
Этим, правда, круг их обязанностей не ограничился. Обратив внимание на невысокий уровень преподавания общественных дисциплин и языков в технических вузах, они предложили сосредоточить подготовку аспирантов по этим специальностям в одном институте. Снова пошли к Орджоникидзе, и опять он согласился с доводами молодых специалистов. Более того, им же и поручил довести собственный замысел до дела. В итоге Зиновий Аркадьевич Шатский стал директором Московского высшего инженерно-педагогического института, Николай Митрофанович Скляров — его заместителем по учебной работе, а Сергей Тимофеевич Кишкин — ученым секретарем. При этом от основной, работы в МВТУ их никто не освобождал. И преподавательской, и научной.
В самом начале 30-х годов в металлургических журналах появилось множество работ по изотермическому распаду аустенита *. Оказалось, что в легированных сталях превращение аустенита в мартенсит может протекать медленно, если охлаждать металл не в холодной, а в горячей жидкости. При этом величина образующихся термических напряжений снижается на порядок. Этот метод Кишкин, Скляров и Шатский предложили использовать при изготовлении броневой стали, причем брони тонкой, пригодной для легких танкеток (а позже и самолетов). Однако любая идея нуждается в опытной проверке. И здесь Орджоникидзе им помог. Молодым металловедам разрешили (правда, только по ночам) работать в одном из СКВ и в лаборатории известного изобретателя А.М. Игнатьева. Так и работали: днем других дел хватало, в лабораторию приходили часам к восьми вечера, а то, что оставалось от ночи, досыпали на столах. Так продолжалось изо дня в день, пока однажды они не уснули, забыв выключить масляный бак...
* Напоминаем, что железо существует в нескольких аллотропных модификациях..При нагревании выше 910°С обычное альфа-железо переходит в гамма-железо, хорошо растворяющее углерод. Твердый раствор углерода в гамма-железе называется аустенитом. При его быстром охлаждении (закалке) образуется пересыщенный твердый раствор углерода в альфа-железе — мартенсит.
Пришлось переехать на один из подмосковных машиностроительных заводов. Зато теперь они освободились от всех своих московских обязанностей. К тому же в специальных цехах этого завода делали те самые танкетки Т-27 (а позже легкий танк-амфибию Т-37), для которых предназначалась их броня. Их работа вызывала на заводе всеобщее удивление и уважение. Довольно скоро завод даже предоставил им отдельную квартиру, в которой они прожили еще несколько месяцев. В 1933 году броня была готова.
Из классического хромо-никель-молибденового сплава дефицитный в то время никель был убран совсем, а содержание молибдена сокращено вдвое. Зато ввели марганец и кремний. Полученную хромо-марганцево-кремне-молибденовую сталь после нагрева подвергали изотермической закалке в масле «Вапор-Т» с температурой 180 °С, а потом охлаждали на воздухе.
Новейшее достижение науки того времени — изотермический распад аусте-нита — было использовано при решении конкретной технической, технологической и оборонной проблемы, и заняло это всего несколько месяцев. Огромную роль сыграла здесь (и сыграет, как мы увидим, в дальнейшем) позиция руково-. дителей подмосковного завода, ставшего надежной экспериментально-производственной базой для новых исследований. Результаты работы ученых вписывались в технологический процесс быстрее, чем в будущие диссертации. И в этом заслуга прежде всего главного металлурга завода Б.И. Света, начальника экспериментального цеха В.Я. Келексаева и многих других инженеров и рабочих завода.
Трудно оспаривать выгоды узкой специализации ученых, технологов, инженеров, да и времена, безусловно, меняются. И все же очевидно, что успех Кишкина, Склярова и Шатского немало зависел и от того, что всю свою работу они делали сами от начала до конца, не чураясь быть ни лаборантами, ни администраторами... «Как ученые мы начали рождаться на заводе» — так, дословно, утверждает академик С.Т. Кишкин.
В 1934 г. они решили заняться тонкой броней для самолетов. Работали в то время уже во Всесоюзном институте авиационных материалов, выделившемся в 1932 г. из ЦАГИ. Заместителем директора нового института был их учитель И.И. Сидорин. По распоряжению начальника Главспецстали И.Ф. Тевосяна (в будущем наркома черной металлургии и заместителя Председателя Совета Министров СССР) группа Кишкина была преобразована в лабораторию броневых сталей ВИАМа. Начать решили с бронированных спинок кресел для истребителей. Считалось, что у такой брони должна быть твердая поверхность и вязкая середина. Поэтому обычно брали малоуглеродистую мягкую сталь (содержание углерода 0,1–0,15%) и цементировали ее, т.е. насыщали углеродом до 0,9% лишь поверхность на глубину 1–2 мм. Но броня нужна была не толще пяти миллиметров, и получалось, что сталь процементирована почти насквозь. На стрельбах пули вырывали из таких спинок огромные рваные куски.
Тогда исследователи решили взять более твердую сталь (содержание углерода 0,35–0,4%), а толщину слоев цементации уменьшить до 0,1 мм. Сделали такую — дюрированнуЮ сталь. Ею были оснащены спинки кресел в советских истребителях, воевавших в Испании. Летчики привезли оттуда эти спинки с вмятинами от бронебойных пуль.
Одну из этих спинок показали генералу Д.Г. Павлову, и тот сразу же повел молодых сотрудников ВИАМа к наркому К.Е. Ворошилову. Маршал разговаривал с ними несколько часов, и идею бронирования самолетов одобрил. Это было очень важно. Тогда — в 1937 г. — необходимость броневой защиты самолетов многим специалистам нужно было доказывать. Даже самые опытные авиаконструкторы считали, что неуязвимость самолета целиком зависит от его маневренности, броня же утяжеляет машину, делает ее неповоротливой. Действительно, толстую броню самолет нести не мог, а тонкая выглядела бесполезной.
Но дюрированную броневую сталь пуля, даже бронебойная, не брала...
Кишкина пригласил к себе С.В. Ильюшин, в то время не только руководитель КБ, но и начальник самолетного отдела Главного управления авиационной промышленности при Наркомтяжпроме. Незадолго до того Ильюшин получил правительственное задание создать бронированный штурмовик. Броня толщиной в 5 мм нужна была через год. Кишкин согласился со спокойствием, даже несколько удивившим главного конструктора...
Через несколько дней И.Ф. Тевосян, вызвав к себе Кишкина, сказал, что бронекорпуса для штурмовиков будут делать в Ленинграде: саму броню — на Ижорском заводе, а сборку корпусов — на Кировском. Кишкин заикнулся было о не столь именитом подмосковном за воде, но решение правительства не мог отменить ни он, ни Тевосян.
— А можно параллельно?
— Параллельно можно, — сразу же согласился Иван Федорович.
Ижорцы взялись за дело. Бронированный корпус решено было делать из стали марки ИЗ (Ижорский завод) по той же технологии, что и щитки для пулеметов. Кишкин был почти уверен, что из этого ничего не выйдет, но... Детали корпуса получали горячей штамповкой, а затем охлаждали в холодном масле. Но ведь корпус самолета клепаный, значит нужно с большой точностью соблюдать размеры каждой детали, а форма их нередко сложная. Броня же при закаливании коробится... Собрать корпус из ижорских деталей было практически невозможно. Самолет же, особенно военный, быстрым должен быть не только в воздухе, но и на заводе. Иначе говоря, технологичным.
Кишкин и Скляров повезли Ильюшина на «свой» завод, привели к главному инженеру В. И. Засульскому. И тот чуть не испортил все дело. В самых серьезных ситуациях случаются трагикомические накладки. Когда все принципиальные вопросы уже были решены, Засульский поинтересовался, когда будут чертежи. Ильюшин ответил: «Чертежей не будет, я пришлю болван». А главный инженер возьми да и состри: «А мы с болванами не привыкли иметь дело...». Сергей Владимирович круто развернулся и, не прощаясь, уехал в Москву... Работу удалось начать, только через месяц, за который Ильюшин успел поостыть.
Технология на заводе была совершенно иная. Плоские листы марганцево — кремне — никеле — молибденового сплава, раскаленные до 880°С, опускали приблизительно на семь секунд в горячее масло, а потом уже прессованием придавали им нужную форму. И выкладывали на землю. При этом броня практически не коробилась, а прочность стали достигала 200 кг/мм2 (вместо 170 кг/мм2 у ИЗ). Это была самая прочная броня в мире...
Вскоре на заседании Президиума Верховного Совета СССР И.В. Сталин сообщил Ильюшину мнение руководителей Ижорского и Кировского заводов о нетехнологичности бронекорпуса его самолета. И тогда Сергей Владимирович показал письмо рабочих подмосковного завода, берущихся до конца года полностью выполнить задание правительства по выпуску бронекорпусов.
Задание они действительно выполнили. 1939-й стал годом рождения самолета Ил-2. Броню для них подмосковный завод продолжал выпускать и на следующий год, и во время войны — в эвакуации...
Уже перед самой войной С.Т. Кишкин и Н.М. Скляров предложили защищать экипаж самолета экранной броней — поперечной конструкцией, состоящей из двух стенок. За спиной летчиков устанавливали лист вязкой, а за ним на расстоянии 40–50 мм лист твердой брони. Бронебойная пуля вырывала кусок из хрупкой второй стенки, и сама при этом разрушалась, а ее осколки в основную броню неизбежно попадали под углом и вреда причинить уже не могли. Этот принцип конструирования защиты Кишкин и Скляров назвали потом принципом активности брони.
Экранную броню поначалу хотели ставить даже на танки. Но это сильно усложняло ремонт в полевых условиях. Ведь ремонтная база танковых частей должна быть мобильной. Другое дело аэродром. А для Ил-2 экранная броня подошла как нельзя лучше...
Первые «летающие танки» серийного заводского изготовления поднялись в воздух совсем незадолго до войны. Сегодня в Большой Советской Энциклопедии (статья «Авиация») можно прочесть: «В это время Ильюшиным был создан уникальный самолет-штурмовик Ил-2, оснащенный мощной броней и вооружением». Энциклопедии обычно не щедры на эпитеты, тем более такие...