1

Производство в СССР авиационных материалов в период Великой Отечественной войны

Аннотация. В статье раскрывается важное значение производства авиационных материалов, особенно в начальный период Великой Отечественной войны 1941—1945 гг. Развитие советского самолётостроения в те годы критически зависело от поставок на авиационные заводы ряда конструкционных и функциональных материалов, таких как авиационная древесина, дюралюминий, органическое стекло, «прозрачная» броня и авиационное полотно, что потребовало создания в составе деревообрабатывающей промышленности, цветной металлургии, химической (химия органического синтеза) и текстильной промышленности особых специализированных производств, сырьевых баз и технологических цепочек. К концу 1941 года значительная часть сырьевой и производственной базы для получения авиационных материалов была утрачена, и её пришлось восстанавливать на Востоке страны. Уже к 1943 году дефицит авиационной древесины удалось преодолеть, в то время как нехватку дюралюминия пришлось восполнять за счёт поставок алюминия по ленд-лизу и импорту.

Summary. The paper highlights the importance of aircraft material production, especially at the initial period of the 1941—1945 Great Patriotic War. Progress in Soviet aircraft building at the time was critically dependent on supplying aircraft works with certain design and functional materials, such as aircraft timber, duralumin, organic glass, transparent armor and aircraft fabric, which required setting up specialized factories, raw-material bases and technological chains within the woodwork and timber industry, nonferrous metallurgy, chemical (organic synthesis chemistry) and textile industries. By the end of 1941 most of the raw-material and production base for making aircraft materials had been lost and had to be recreated in the eastern part of the country. Already by 1943 the shortage of aircraft timber had been overcome, whereas lack of duralumin had to be made up for by lend-lease and import deliveries.

ИЗ ИСТОРИИ ВООРУЖЕНИЯ И ТЕХНИКИ

СИМОНОВ Николай Сергеевич — ведущий научный сотрудник Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте РФ, доктор исторических наук (Москва. E-mail: Simonovnick@yandex.ru).

ПРОИЗВОДСТВО В СССР АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПЕРИОД ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ

В данной статье под «авиационными материалами» подразумеваются некоторые исходные конструкционные и функциональные полуфабрикаты, применявшиеся в боевых самолётах советского производства в 1941—1945 гг. Это — авиационная древесина, дюралюминий, органическое стекло, «прозрачная» броня и авиационное полотно. Наличие или дефицит, а также качество указанных материалов непосредственно влияли на выполнение серийными авиазаводами планов выпуска боевых самолётов и их лётно-технические характеристики.

По данным, приведённым в книге советского авиаконструктора А.С. Яковлева, из 188 750 самолётов различных типов, выпущенных в СССР в 1930—1950-е годы, деревянную конструкцию имели 48 628 машин (25,7 проц.), смешанную — 111 831 машина (59,3 проц.). Преимущественно металлическую конструкцию имели 28 291 машина (15 проц.)1.

Приведём несколько примеров авиационных конструкций наиболее массового — смешанного типа.

Самолёт-истребитель И-153 (построены 3437 экземпляров) имел следующую конструкцию:

а) фюзеляж — сварная ферма из стальных труб, опрофилированная лёгкими дюралевыми шпангоутами и стрингерами для придания обтекаемой формы;

б) силовой набор крыльев — деревянный, хвостового оперения — дюралевый;

в) обшивка — авиационное полотно по всем поверхностям, за исключением передней части фюзеляжа, покрытой дюралевыми листами, и фанерных носков крыльев;

г) крылья — соединялись между собой стойками из стальных труб с обтекателями и перекрёстными ленточными расчалками;

д) стабилизатор — прикреплялся к фюзеляжу при помощи   V-образных подкосов из стальных труб.

В самолётах-истребителях МиГ-1 и МиГ-3 (построено 3172 штуки) основными конструкционными материалами являлись древесина и сталь. Заднюю часть фюзеляжа образовывал полумонокок, выклеенный из авиационного шпона и подкреплённый деревянными шпангоутами и стрингерами. Каркас центральной и носовой частей, включая съёмную мотораму, был сварен из тонкостенных стальных труб и покрыт дюралевыми листами и съёмными капотами. Центроплан крыла и стабилизатор были цельнометаллическими.

Самолёт Як-1 (построено 8734 штуки) состоял из двух крупных агрегатов: сварного из хромансилевых труб фюзеляжа с приваренной подмоторной рамой, обтянутого авиационным полотном, и цельнодеревянного (сосновые лонжероны и нервюры) неразрезного крыла, которое обшивалось склеенными казеиновым клеем 10—12 слоями авиационного шпона — полосами размером 200 x 10 см, предварительно пропитанными предохранявшим от растрескивания и коробления составом. Стабилизатор и киль так же, как и крыло, имели деревянный силовой набор и фанерную обшивку.

Из дюралюминия на Як-1 выполнялись только каркасы рулей и элеронов (обшивка — полотно), съёмные капоты двигателя, тоннель водорадиатора, зализы крыла и оперения, крышки люков, посадочные щитки, а также щитки, закрывавшие стойки шасси в убранном положении. Борта фюзеляжа были обшиты полотном.

Планер истребителя ЛаГГ-3 (построено 6528 штук) практически целиком состоял из древесины (сосна). Для изготовления лонжеронов крыла и шпангоутов использовался слоистый древесный пластик (дельта-древесина). Из авиационного шпона выклеивали ещё и стабилизатор. Каркас носовой части и моторама состояли из стальных профилей и труб, покрытых лёгкосъёмными дюралевыми капотами. Только в 1944 году на Ла-7 (построено 5905 штук) основные силовые элементы крыла были металлическими. Фюзеляж остался деревянным.

В современной военно-исторической литературе высказываются мнения, что к началу Второй мировой войны СССР был единственной авиационной державой, применявшей древесину в качестве основного конструкционного материала для строительства боевых самолётов. Это не совсем так. Клееная фанера продолжала использоваться самолётостроительными фирмами Англии, США, Канады, Австралии, Франции, Германии и Италии при изготовлении обшивки фюзеляжа, крыла, центроплана, хвостового оперения, нервюр и шпангоутов.

На первых английских серийных истребителях «Спитфайр» и «Харрикейн» стояли двухлопастные деревянные (из махагони — красного дерева) винты. Деревянными у них были и шпангоуты, и рейки-стрингеры. Двухмоторный истребитель-бомбардировщик «Москито» имел полностью деревянную конструкцию, изготовленную из бальсы — лиственного дерева тропической Америки, и фанерный фюзеляж-монокок, что не мешало ему быть самым быстроходным самолётом Королевских ВВС2.

В пользу авиационной фанеры свидетельствуют такие серьёзные преимущества, как лёгкость обработки, меньший по сравнению с металлами — даже алюминием — удельный вес (1/2 веса алюминия и 1/5 веса стали при равных объёмах). Авиафанера не требовала заклёпок и не изменяла формы поверхности, чем обеспечивалась повышенная скорость; она давала возможность использовать моторы на 25 проц. меньшей мощности, чем на металлических самолётах.

Деревянные конструкции имели и свои недостатки — они набухали под действием неблагоприятных атмосферных явлений (влаги, температуры), а при определённых условиях начинали подгнивать. Всё это приводило к их быстрому выходу из строя.

Правильнее было бы утверждать, что в советском самолётостроении периода Великой Отечественной войны авиационная древесина, металлы и их сплавы были взаимодополняемыми конструкционными материалами. Применение авиационной древесины при существовавших в боевой авиации скоростях и нагрузке упрощало и удешевляло крупносерийное производство, ускоряло строительство, а также ремонт повреждённых частей боевых самолётов, обеспечивало им большую живучесть в бою, т.е. являлось технически и экономически целесообразным3.

В отечественной военно-исторической литературе проблема организации производства авиационных материалов мало изучена. Большая часть сведений на эту тему была актуализирована работами по истории создания и деятельности Всесоюзного научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), учреждённого 29 июня 1932 года в составе Главного управления авиационной промышленности НКТяжпрома в целях изучения отечественного и мирового опыта производства и применения в конструкциях летательных аппаратов,  авиационных двигателей и авиационных приборов различных по физическим и механическим свойствам сплавов металлов, полимеров, композитов и антикоррозийных покрытий4.

Цель настоящей статьи — показать критически важное значение индустрии производства авиационных материалов, особенно в начальный период войны, когда авиапромышленность пребывала в глубоком кризисе, обусловленном сочетанием трёх крайне неблагоприятных факторов: 1) дезорганизация поставок сырья, материалов и оборудования; 2) эвакуация 85 проц. авиазаводов на восток; 3) формирование новых территориальных и отраслевых хозяйственных связей в условиях острого дефицита топлива, электроэнергии и квалифицированных кадров.

Авиационная древесина

Исходным сырьём для производства древесных авиационных материалов являлись так называемые авиационные кряжи, которые заготавливались из древесины определённых хвойных и лиственных пород. К качеству кряжей предъявлялись особые требования — на протяжении всей длины они должны были иметь «авиационную зону» механической обработки шириной по радиусу верхнего торца менее 5 см и не менее половины окружности торца.

Исходным полуфабрикатом для изготовления авиационной фанеры и «облагороженных древесных материалов» типа дельта-древесина является авиационный шпон. Данный материал по-прежнему востребован, он получается лущением предварительно пропаренных или проваренных берёзовых или ольховых чурбанов. Полученная в результате лущения лента шпона разрезается специальными ножницами на листы требуемых размеров и сушится. Авиационный берёзовый шпон имеет толщину 0,40; 0,55; 0,70; 0,95; 1,15 и 1,5 мм, длину — от 1100 мм и более с градацией через 50 мм и шириной от 230 мм.

Авиационная фанера изготавливается в соответствии со специальными стандартами в специальных прессах, причём наружные слои шпона (рубашки) раскраиваются из целого листа шпона, внутренние же слои могут быть составлены по ширине из полос шпона шириной не менее 100 мм. Авиафанера имеет высокую прочность по отношению к весу и очень хорошую гибкость.

Перед войной (1940 г.) в СССР производилось 732 тыс. м³ клееной фанеры различных видов. Основное оборудование для её производства: лущильные станки, приводные ножницы, кромкофуговальные, ребросклеивающие, обрезные и прирезные станки, дробилки для отходов, дыхательные прессы и роликовые сушилки — было освоено на ярославском заводе «Пролетарская свобода».

Фанера авиационная и авиационные пиломатериалы производились в основном на Юге Украины, в Белоруссии и Прибалтике — там, где были организованы заготовки «авиационных кряжей» надлежащего качества с необходимыми диаметром ствола и механическими свойствами. Добывалась такая древесина особым — «приисковым» способом, о чём, например, упоминает в своих мемуарах бывший нарком авиационной промышленности А.И. Шахурин: «Специально обученные люди из нашей лесной приёмки, а их было человек двести, уходили в леса и ставили на пригодных деревьях специальные клейма. В основном нас интересовала сосна и берёза. Только эти две породы шли в дело. Деревья выбирались прямослойные, имевшие мало сучков. Клеймились они зимой и в течение зимы отправлялись на заводы Наркомата лесной промышленности. Вывезти отобранный лес нужно было до наступления весны, потому что в апреле или мае деревья, попадая на солнце, начинали трескаться. А такая древесина нам уже не годилась. Всё нужно было сделать за зиму. Легко сказать — сделать. Ведь каждое отмеченное дерево доставлялось к железной дороге в отдельности, а потом их в определённом месте грузили в вагоны. Требовалось очень много людей и лошадей только для вывозки, так как тракторы в этом деле не использовались тогда. Дерево везли за 5—7 километров, а деревьев — десятки и сотни тысяч. Если учесть, что от заготовленной древесины после переработки, обработки, отбраковки и т.д. в производство шла лишь малая часть, то понятно, сколько требовалось леса, чтобы производить две, три, а затем и более трёх тысяч самолётов в месяц»5.

В первые месяцы войны советская фанерная промышленность потеряла около 60 проц. производственных мощностей, оказавшихся в районах временной оккупации. Там же располагались делянки, где заготавливалась авиационная древесина. Оставались Кавказ, Сибирь, Урал, где для авиационной промышленности лес никогда не заготавливался. По словам А.И. Шахурина, «вопрос об авиалесе стоял очень остро», и «наступил момент, когда с лесозаготовками стало совсем туго»6.

Где-то в середине 1942 года по инициативе Наркомата авиационной промышленности (НКАП) в ЦК ВКП(б) состоялось специальное совещание, после которого представители НКАП и Наркомата лесной промышленности (НКЛеспрома) «разъехались по всем фанерным и деревообрабатывающим заводам, во все леспромхозы, на все базы, где хранился лес». Древесину, пригодную для изготовления авиационных материалов, как отмечал А.И. Шахурин, отбирали даже на шпалопропиточных заводах Наркомата путей сообщения (НКПС) СССР.

Производство «облагороженных древесных материалов» — таких как бакелитовая фанера, получившая в СССР название «дельта-древесина» (ДСП-10), началось перед самой войной на Муромском (Владимирская обл.) и Микашевичском (Белоруссия) комбинатах НКЛеспрома и на заводе № 167 НКАП (Москва, Кунцево). Главные полезные свойства нового авиационного материала: прочность, лёгкость, огнестойкость, отсутствие пустот, лёгкость в обработке и долговечность7.

Авиационная дельта-древесина, или «пластик древесный слоистый», объёмным весом 1,25—1,40 г/см³ по-прежнему востребована. Технология её производства основана на горячем прессовании (при температуре около 150ºС) берёзового шпона толщиной 0,5—0,7 мм, пропитанного спиртовой смолой марок СБС-1 и СКС-1 или водоспиртовыми смолами марок СБС-2 и СКС-2.

Балинит производится аналогично производству дельта-древесины, но берёзовый шпон предварительно подвергается химической обработке, в результате которой получает усадку. При этом прочность шпона повышается в 2,5—3 раза. Шпон прессуется под давлением 50—70 кг/см² при температуре около 150ºС, и в результате получаются плиты толщиной 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 или 60 мм, а также листы толщиной от 1 до 6 мм8.

В авиапромышленности СССР дельта-древесина применялась для изготовления силовых конструкций планера, в частности, длинные доски сортов А, А1 и Б — для лонжеронов крыла и усиленных шпангоутов, а короткие — для комлевой части лопастей воздушных винтов.

Балинит использовался в качестве материала для выравнивающих прокладок, законцовок силовых бобышек, обшивки лонжеронов, закрылков, предкрылков, щитков, лючков, плоскостей и носков стабилизатора, тоннелей радиатора, гаргротов фюзеляжей, обшивки крыльев и центроплана и носков крыла и центроплана.

В современной военно-исторической литературе не только разработку технологии производства, но и изобретение дельта-древесины приписывают главному инженеру Кунцевского завода воздушных винтов и лыж Леонтию Ивановичу Рыжкову, хотя никаких авторских свидетельств на эту тему он не имел. Зато в Российском государственном архиве экономики (фонд Бюро новизны Комитета по делам изобретательства при CTO) есть официальное свидетельство Г.Г. Тугубалина от 7 июня 1933 года за № 129978 под названием «Способ облагораживания древесины и других содержащих целлюлозу растений для получения материала баленит». Биография и судьба автора изобретения неизвестны.

Из-за прекращения с началом войны импортных поставок синтетических смол из Германии, производство дельта-древесины резко упало. Довоенные запасы быстро иссякли, и с 1942 года эти материалы пришлось заменять обычной клееной фанерой. Производство дельта-древесины возобновилось в 1943 году благодаря поставкам химического сырья союзниками.

В довоенный период все главные авиаконструкторы были обязаны предъявлять на государственные испытания макеты самолётов как на колёсах, так и на лыжах. На заводах № 167 и 161 НКАП работали опытно-конструкторские бюро по деревянным винтам и авиалыжам.

Производство деревянных авиационных деталей для военных и гражданских самолётов и деревянное винто- и лыжестроение было выделено в отдельную подотрасль. Её создание происходило в том числе путём преобразования в «кадровые» военные заводы ряда предприятий деревообрабатывающей промышленности СССР. Авиационные заводы № 161 (Москва), 162 (Ленинград), 163 (Москва, Тушино), 164 (Сызрань Куйбышевской обл.), 165 (Днепропетровск), 166 (Омск), 167 (Москва, Кунцево), 168 (Рязань), 301 (Москва, Химки) в прошлом являлись сугубо «гражданскими» производителями  пиломатериалов, дверей, окон, паркета, фанеры и мебели.

Красносельская мебельная фабрика № 1 (Москва, Митьково) в 1935 году стала заводом № 161, который в 1940 году был передан в состав 4 ГУ НКАП.

Рязанский деревообделочный завод (РДОЗ) в 1935 году стал заводом № 168, который в 1939 году перешёл в подчинение 11 ГУ НКАП.

Ленинградская мебельная фабрика № 2 имени Халтурина в 1935 году стала заводом № 162, который в 1939 году перешёл в ведении 6 ГУ НКАП.

По решению СТО № 86сс от 27 апреля 1937 года и приказу НКОП № 0121 от 1 июня 1937 года Химкинская мебельная фабрика была передана в ведение 1 ГУ НКОП для производства авиатехники и переименована в завод № 301.

В 1940 году в Днепропетровске (Украинская ССР) на площадке комбината по производству пиломатериалов был образован завод № 165 деревянного самолётостроения для изготовления воздушных винтов, авиационных лыж, планеров и деталей для разработанного в КБ С.А. Лавочкина нового скоростного истребителя ЛаГГ-3. В начале 1941 года вступили в эксплуатацию цеха, где изготавливались фюзеляжи, центропланы, рамы и шасси. Начали работу механосборочный и цех сборки планеров. На завод поступало новейшее оборудование, в т.ч. и из Германии.

Одной из немаловажных причин строительства в Днепропетровске авиационного завода на площадке деревообрабатывающего комбината было не только наличие соответствующего станочного парка, но и возможность доставки туда сплавом по Днепру «авиационных кряжей».

В 1941 году в Казани, на площадке бывшего обозного завода № 169, располагавшего необходимым оборудованием для механической обработки древесины (пиления, строгания и др.), разместился Ленинградский завод № 387 (создан на базе двух заводов — имени Каракозова и Лентекстильмаш) для выпуска учебно-боевых самолётов У-2/По-2 — бипланов цельно-деревянной конструкции с полотняной обшивкой. Всего за годы войны заводом № 387 были отправлены на фронт около 11 тыс. самолётов По-2.

В период войны главными поставщиками деревянных авиационных деталей, авиационной фанеры и древесно-слоистых пластиков (в т.ч. дельта-древесины) являлись Усть-Ижорский (Ленинградская обл.), Тавдинский (Свердловская обл.), Тюменский, Муромский, Поволжский (г. Зеленодольск, Татарская АССР) и Черниковский (г. Черниковск, Башкирская АССР) комбинаты Наркомата лесной промышленности СССР. В Вологодской области изготовление авиафанеры было налажено на фанерном заводе в Мантурово и на Сухонском лесозаводе № 40.

Более 30 тыс. истребителей и штурмовиков были построены с помощью древесных авиационных материалов, поставленных с 1941 по 1945 год на самолётостроительные заводы страны коллективом Тавдинского фанерного комбината № 15. Это — 19 324 м³ авиафанеры, 4332 т древесно-слоистого пластика    (ДСП-10) и 4947 м³ авиационного шпона.

Комбинат № 15 был создан на основании постановления СНК СССР № 1710 от 15 октября 1939 года. Строительство со сроком окончания работ 1 июля 1941 года велось силами заключённых «Ураллага» НКВД СССР. 22 июля 1941 года комбинат выдал первую продукцию — древесно-слоистый пластик (ДСП-10) и несколько кубометров клееной фанеры. Осенью 1941 года в г. Тавда прибыли эшелоны с оборудованием и персоналом фанерных предприятий, эвакуированных из Лахденпохьи (Карело-Финская ССР), Старой Руссы (Новгородская обл.) и Речицы (Белорусская СССР).

Сырьевой базой комбината № 15 стали лесные массивы бассейна реки Туры, а также леса, прилегавшие к железным дорогам Свердловск — Тюмень, Свердловск — Тавда и Свердловск — Серов. Годовая потребность в «авиационных кряжах» составляла: берёзы — 63 337 м³, кедра — 10 000 м³ 9.

Дюралюминий

Сплав Альфреда Вильма, который впервые был получен в Германии в 1909—1911 гг. на заводах «Дюрал-металлверке» (Dürener Metallwerken), получил название «дуралюмин» (сейчас известен также под названием «авиаль»). Основа сплава — алюминий, основные легирующие элементы: медь (2,2—5,2 проц. массы), магний (0,2—2,7 проц.) и марганец (0,2—1 проц.).

Сразу после появления дюралюминий за прочность, лёгкий вес и удобство механической обработки назвали самым подходящим материалом для строительства летательных аппаратов (впервые в авиации замечательный сплав применил граф Фердинанд Цеппелин для каркаса своих дирижаблей).

В Российской империи собственное производство алюминия и его сплавов отсутствовало. Алюминий закупался за рубежом. Предположительно первые слитки дюралюминия были получены в 1912—1913 гг. на Артиллерийском (Трубочном) заводе в Санкт-Петербурге — так называемый гильзовый алюминий для промышленности боеприпасов.

В период Первой мировой войны производство отечественных алюминиевых сплавов было освоено на «Латунном и меднопрокатном заводе товарищества Кольчугина» во Владимирской губернии.

Восстановление и развитие отечественного производства дюралюминия историки цветной металлургии связывают с Иваном Ивановичем Сидориным (1988—1982) — русским и советским инженером, основателем Всесоюзного научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ).

Сплавы на алюминиевой основе для авиационной промышленности к началу войны изготавливались на трёх предприятиях.

1) Завод № 95 НКАП (Москва, Кунцево). Построен в 1933 году «для организации специальной кузнечно-штамповочной и металлообрабатывающей базы для нужд самолётостроения и развития производства проката труб и профилей из мягких сплавов». С 1939 по 1940 год объём производства вырос почти в два раза и в 1941 году должен был достигнуть 33 тыс. т изделий, в т.ч. прессованные профили, гофра, тонкостенные алюминиевые трубы, дюралевые поковки втулок и лопастей для авиационных винтов.

2) Завод № 150 НКАП (Москва, Ступино). Основан в 1937 году как специализированное предприятие для производства авиационных винтов. В 1938 году начато строительство нового прокатного цеха (производство № 4), для которого были заказаны в США (у Форда) обжимные прокатные станы Дуо. Полностью завод вступил в строй в 1940 году, когда было выпущено 4191 т дюралевого проката в виде больших листов дюрали 2,5 х 7 м.

3) Завод по обработке цветных металлов имени Ворошилова НКЦМ (Ленинград). Главными поставщиками первичного алюминия (в виде чушек, слитков, катанки и ленты) являлись Волховский и Днепровский алюминиевые заводы, получавшие электроэнергию для электролиза с турбин соответственно Волховской и Днепровской ГЭС (на получение 1 т алюминия затрачивается 15 тыс. кВт/ч электроэнергии).

В 1940 году началось строительство трёх предприятий лёгких сплавов: в Кременчуге — завод № 485, в районе Орла — завод № 486, в районе Верх-Нейвинска — завод № 484.

8 октября 1941 года ГКО принял постановление № 741 об эвакуации завода № 95 9 ГУ НКАП в Верхнюю Салду (Свердловская обл.), на площадку завода № 491 («Стальконструкция»), с образованием единого завода № 95 НКАП. На 4 ноября 1941 года были отгружены 1197 вагонов (оборудование, материалы, сырьё, готовые изделия).

С осени 1941 года производство дюралюминиевого проката в СССР прекратилось и возобновилось только к маю 1942 года на двух металлургических предприятиях НКАП: заводе № 95 в Верхней Салде и комбинате № 150 (в соответствии с постановлением ГКО № 1292 от 16 февраля 1942 г. до 50 проц. оборудования и 1600 человек персонала вернулись из г. Каменска в г. Ступино на прежнюю площадку для восстановления производства проката и штамповок из лёгких сплавов).

Из-за временной остановки производства дюралюминия «просел», хоть и незначительно, объём выпуска цельнометаллических самолётов — с 3404 штук в 1940 году до 3196 штук в 1941 году. Фактически полностью изготовить из дюралюминия можно было только бомбардировщики типа ТБ-3, СБ и Ил-4. Но даже на Ил-4 в целях экономии цветного металла (в соответствии с приказом НКАП № 708 от 17 сентября 1942 г.) из авиационной древесины начали изготавливать переднюю часть фюзеляжа, пол пилота и хвостовой кок, что дало экономию 169 кг дюралюминия на машину.

9 сентября 1942 года ГКО принял постановление № 2283, в котором потребовал от заводов № 1, 18, 30 и 381, выпускавших Ил-2, «в целях сокращения расхода дюралюминия» «изъять из конструкции самолёта дюралюминиевое кольцо, соединяющее хвостовую часть фюзеляжа с центропланом». Таким образом, самолёты Ил-2 стали выпускаться «с деревянной консолью крыла» и «удлинённым деревянным фюзеляжем»10.

Завод № 95 НКАП формировался на основе оборудования и персонала нескольких эвакуированных предприятий. Литейный цех — на базе ленинградского завода имени Ворошилова и части цехов комбината № 150; прокатный цех — на оборудовании завода № 95; трубопрессовый цех — на оборудовании заводов НКЦМ, НКАП и НКБ; кузнечно-штамповочный цех — «за счёт перераспределения кузнечно-штампового оборудования металлургических, самолётных и моторных заводов НКАП».

На 1 января 1942 года на Верхне-Салдинском заводе № 95 работали 1080 человек. Директором предприятия был назначен М.П. Семёнов (главный инженер завода), главным инженером — С.М. Воронов (главный металлург завода). Строительные работы от завода курировал начальник ОКСа П.П. Молчанов (впоследствии директор Куйбышевского металлургического завода)11. Здесь была спроектирована, а затем изготовлена установка непрерывного литья слитков алюминиевых сплавов в комплекте с плавильной печью ёмкостью 2 т12.

По состоянию на середину 1942 года и до конца войны единственным предприятием в стране, выпускавшим первичный алюминий, являлся Уральский алюминиевый завод (УАЗ) проектной мощностью 84 тыс. т алюминия в год. Фактическая выработка (это отмечено в нескольких постановлениях ГКО за 1942—1944 гг.) была гораздо ниже — порядка 50 тыс. т в год. Электроэнергия для электролиза поступала с Красногорской ТЭЦ (установленная мощность электростанции за годы войны выросла с 50 тыс. кВт до 275 тыс. кВт).

Дефицит алюминия в размере 55 проц. от потребности оборонной промышленности обеспечили союзники. Ленд-лиз из США в СССР был эквивалентен 256,4 тыс. т первичного алюминия. Кроме того, в СССР поступило 35,4 тыс. т алюминия из Великобритании и 36,3 тыс. т из Канады, так что суммарные западные поставки алюминия в СССР в 1941—1945 гг. составили 328,1 тыс. т. Профессор-историк Роберт Джонс полагает, что объём американских поставок алюминия в СССР (261 109 т) был «равен почти четырёхгодичному производству в стране»13.

Органическое стекло и «прозрачная» броня

Во Вторую мировую войну прозрачная часть пилотской кабины, защищавшая экипаж от воздействия встречного потока воздуха, погодных условий и от шума, как правило, изготавливалась из безосколочного органического стекла обтекаемой формы с деталями из многослойной «прозрачной» брони.

На советских самолётах, по крайней мере до 1938 года, кабины пилотов закрывались фонарём, в котором на гнутых подвижных поверхностях использовался целлулоид, а на неподвижных боковых гранях — триплекс.

Целлулоид (изобретён в 1869 г. в США) является твёрдым раствором нитроцеллюлозы и камфары. Он выпускается в виде листов толщиной 1—3 мм, легко воспламеняется от открытого огня, под действием солнечных лучей желтеет. Из-за этого неприятного свойства целлулоида терять прозрачность советские лётчики предпочитали совершать учебные и боевые вылеты либо с открытым фонарём кабины, либо просто снимали его.

Триплекс — это комбинированное стекло, состоящее из двух слоёв силикатного стекла и одной бутварной прослойки между ними. Бутвар представляет собой очень мягкий слой органического стекла. Склеивание слоёв осуществляется под давлением в автоклавах. Изобретателем данного материала считается французский учёный Эдуард Бенедиктус (1910 г.).

В 1928 году в Германии был изобретён плексиглас, или «гибкое стекло» — так переводится название марки Plexiglas, под которой с 1933 года велось промышленное производство прозрачного полимера, превосходившего по своим качественным показателям все существовавшие на тот момент виды стекла.

Новый материал обладал ценными свойствами, необходимыми для изготовления фонарей кабин самолётов: прозрачность, водостойкость, нечувствительность к воздействию авиационных бензина и масел. Ударопрочность его находилась в пределах 11—17 кДж/кв. м (у специальных марок от 45 до 100 кДж/кв. м), а это более чем в 5 раз выше, чем у обычного стекла. Он легко поддавался обработке — распилу, фрезеровке, шлифовке.

Промышленное производство плексигласа в СССР началось на построенном в 1938 году в Ленинграде опытно-производственном заводе К-4 Главхимпласта НКХП. Новый материал нашёл применение не только в авиации, но и для остекления перископов подводных лодок.

Общий объём довоенного производства в СССР органического стекла неизвестен. Зато дошло немало сведений о его невысоком качестве. В ходе эксплуатации отечественный плексиглас быстро желтел, мутнел и частично терял прозрачность. Обеспечение более-менее нормального обзора по сторонам служило ещё одним побудительным мотивом для лётчиков, чтобы в полёте держать фонари открытыми.

В самом начале Второй мировой войны возникла потребность усиления защиты неподвижных частей фонаря кабины боевых самолётов от бронебойных пуль и осколков снарядов, для чего широко применялось так называемое триплексированное бронестекло — пакеты из закалённых стеклопластин, склеенных в монолит прозрачным клеем.

С самого начала войны перед советской химической промышленностью была поставлена двуединая задача — повысить качество изготовления авиационного органического стекла и создать «прозрачную» броню, не уступавшую той, что была установлена на германских самолётах. По разным причинам выполнение этой задачи затянулось почти на полтора года.

В соответствии с постановлением ГКО № 99 от 11 июля 1941 года завод К-4 НКХП был эвакуирован в г. Челябинск на площадку местного дрожжевого завода и завода безалкогольных напитков. На Урал успели отправить только техническую документацию, металлообрабатывающие станки, шесть инженеров и пять рабочих. Поэтому завод (проектная мощность 700 т органического стекла в год) пришлось создавать практически с нуля: набирать специалистов и формировать рабочий коллектив, заказывать производственное оборудование и т.д.14

Большой проблемой было получение рецептурных добавок в полимеризационную смесь, благодаря которым плоский лист органического стекла превращался в прозрачный обтекаемый колпак-фонарь. Дибутилфталат и иные рецептурные ингредиенты в стране не производились, их приходилось закупать в США и Великобритании.

Разработкой технологии производства «прозрачной» авиационной брони занимался ВИАМ. В октябре 1941 года первые образцы авиационной брони прошли государственные испытания.

Конструктивно советская «прозрачная» броня состояла из двух частей: бронеэкрана из закалённого силикатного стекла («сталинит») и тыльного слоя — подушки из плексигласа. Экспериментально было установлено оптимальное соотношение между толщинами силикатного и органического стекла для достижения наивысшей пулестойкости. Толщина органического стекла должна была превосходить толщину силикатного в два раза, что соответствовало эквивалентности их весовых характеристик в составе остекления. Кроме того, в случае локального поражения несколькими пулями одновременно броня сохраняла свою прозрачность, обеспечивая тем самым возможность пилотирования самолёта.

15 мая 1942 года ГКО принял постановление № 1754 «Об обеспечении производства органического стекла по качеству не хуже, чем на самолётах “Томагаук”:

«…1. Обязать НКХимпром (т. Первухина) восстановить технологический режим и рецептуру органического стекла 1940 г., обеспечив с 20 мая 42 г. выпуск листового органического стекла со следующими обязательными основными показателями:

а) светопрозрачность 90—92 проц.;

б) твёрдость по Бринелю средняя 16 кг/мм², но не ниже 14 кг/мм²;

в) удельная ударная вязкость средняя 12 кг см/см², но не ниже 10 кг см/см²;

г) светостойкость органического стекла должна сохранять первоначальную светопрозрачность, то есть воздействие света и атмосферных влияний не должно вызывать пожелтения и позеленения стекла.

2. Обязать НКХимпром (т. Первухина) провести лабораторные исследования качеств стекла, применяемого на самолётах “Томагаук”, установить рецептуру его и провести в период до 25 июня 42 г. опытно-исследовательские работы в направлении дальнейшего улучшения качеств отечественного органического стекла с тем, чтобы последнее было не хуже стекла, применяемого на самолётах “Томагаук”.

Установить премию в размере 100 тыс. руб. за разработку технологии производства органического стекла, отвечающей показателям стекла, применяемого на самолётах “Томагаук”.

3. Утвердить следующий ежесуточный график выпуска заводом № 148 НКХП органического стекла и бронекозырьков…»15.

Кроме завода № 148, которому устанавливалась программа выпуска органического стекла в объёме 1,5—2,6 т в сутки, к производству изделия постановлением ГКО № 1754 привлекался и орехово-зуевский завод «Карболит» (300 т в год).

В мае 1942 года руководством ВИАМ было принято решение о создании лаборатории самолётного остекления в г. Куйбышев, куда ВИАМ был эвакуирован в сентябре 1941 года. Начальником лаборатории был назначен доктор химических наук, профессор Б.В. Ерофеев, его заместителем — М.М. Гудимов.

Лабораторией ВИАМ была разработана так называемая таблетированная авиационная броня, которая представляла собой слоистую композицию с внешним слоем из закалённого стекла (сталинита) толщиной 34 мм — набранного из плиток 100 х 150 мм, и внутренним слоем, или «подушкой» из органического стекла 30 мм.

Броня не только обеспечивала защиту лётчика, но и улучшала видимость в боевых условиях, не искажая предметы и их местонахождение. При толщине 64 мм и массе 120 кг/м² броня К-4 не пробивалась 7,62-мм бронебойной пулей при стрельбе практически в упор (Д = 30 м). Козырёк фонаря Ил-2 был выполнен из 64-мм стекла. Схожая деталь иной формы устанавливалась на фонаре сзади и обеспечивала обзор задней полусферы. Рядом с  6-мм бронёй сдвижной части фонаря предусматривались боковые бронестёкла16.

В конце 1942 года началась работа по освоению производства «таблетированной» брони в г. Дзержинск, на заводе № 148 (ныне завод «Дзержинское оргстекло»), где М.М. Гудимов возглавил работу межведомственной научно-исследовательской бригады «К-01».

Сталинит, шедший на производство авиаброни, и силикатное стекло, которое использовалось при изготовлении авиационного органического стекла, дзержинскому предприятию поставлял горьковский механизированный стеклозавод им. М. Горького.

На производство авиационных стеклоблоков шло стекло толщиной 20—35 мм. Впервые в мировой практике на машинах вертикального вытягивания стекла (ВВС) было освоено производство сверхутолщённого (до 35 мм) стекла.

Шлифовка и полировка листового органического стекла налаживались на оборудовании, эвакуированном с Гомельского стекольного завода, с помощью специалистов этого предприятия.

В том или ином виде «таблетированная» «прозрачная» броня применялась на всех типах советских самолётов — истребителях Яковлева (Як-7 и Як-9), Лавочкина (Ла-5 и Ла-7) и др.

К 1943 году ВИАМ была создана «прозрачная» броня марки К-5 со сплошными слоями силикатного стекла, она предназначалась для установки на штурмовике Ил-10. Освоение новой технологии позволило значительно снизить затраты на производство самолёта. Если раньше один комплект бронестекла для Ил-2 стоил 14 тыс. рублей, то комплект, созданный по новой технологии, — всего 4000 рублей.

В 1943 году на вооружение самолётов Як-3 была принята «прозрачная» броня типа К-6, а в 1944 году для самолёта Ил-10 — типа К-7.

В Статистическом справочнике Наркомата внешней торговли за период с 22 июня 1941 по 31 декабря 1945 года сообщается, что СССР ввозил органическое стекло из США и Англии. Всего за годы войны импортировано:

— плексиглас (США) — 581,2 т,

— перспекс (Англия) — 1949,1 т17.

Авиационное полотно

Авиационные ткани сорта перкаль применялись для обтяжки каркаса (деревянных или металлических лонжеронов и нервюр) и оперения некоторых самолётов, например У-2/По-2. Для придания авиационной ткани необходимой прочности, влаго- и воздухонепроницаемости использовались специальные лаки и краски.

Сам перкаль представляет собой ткань из очень тонкой пряжи длинноволокнистого хлопка высшего сорта — египетского GIZA или перуанского PIMA; некручёных нитей в одном метре ткани переплетается очень много, поэтому она получается довольно плотной и прочной на разрыв. Плотность ткани определяли по количеству основных и уточных нитей, приходившихся на 5 пог. см ткани.

После предварительного увлажнения перкаль с натягом приклеивалась по неклеющимся поверхностям к деревянным или металлическим конструкциям самолёта. Затем при высыхании ткань сжималась, дальше — обрабатывалась нитроцеллюлозным лаком, под воздействием которого происходила её (ткани) дальнейшая усадка. Общее число слоёв доходило до 16—18.

Авиационное полотно, общий вес которого в конструкции легкомоторного самолёта составлял от 23 до 27 кг, было гораздо более дешёвым и доступным материалом, чем фанерное или дюралюминиевое покрытие, но при этом являлось крайне огнеопасным и недолговечным.

В процессе эксплуатации авиационное полотно набирало влагу, провисало, лаковые слои на нежёстком покрытии трескались и осыпались. Срок службы авиационного полотна, как правило, не превышал 5 лет, при интенсивной эксплуатации — обычно 3 года. Потом следовало полное удаление ткани, и весь процесс возобновлялся18.

Объёмы производства авиационных тканей в СССР в довоенный период и в годы Великой Отечественной войны неизвестны. Хотя известно, что для их изготовления имелось достаточное количество качественного сырья: длинноволокнистый египетский хлопок GIZA культивировали на Юге СССР ещё до революции.

Опытное, а затем и промышленное производство авиационной ткани на основе образцов, разработанных ВИАМ, накануне Великой Отечественной войны велось на Глуховском хлопчатобумажном комбинате (г. Ногинск, Московская обл.). В октябре 1941 года, когда немцы подходили к Москве, нарком текстильной промышленности И.Н. Акимов издал приказ об эвакуации основной части фабричного оборудования Глуховского комбината в Ташкент и Фергану. В октябре—ноябре на ткацкой и гребенной фабриках день и ночь шла работа по демонтажу и погрузке на узкоколейные железнодорожные платформы станков и машин. Но отправить, к счастью, не успели: немецкие войска были разгромлены, и на комбинате приступили к установке оборудования на прежнее место19.

В 1943 году группа специальных тканей, применявшихся в советской авиационной промышленности, была объединена в ГОСТ 1102-43.

Таким образом, можно сделать следующие выводы:

1. Накануне Великой Отечественной войны советская авиапромышленность располагала достаточной сырьевой и производственной базой для получения авиационной древесины и недостаточной для дюралюминия — как наиболее передового «крылатого металла», что обусловило реальную задачу — строить самолёты смешанной конструкции, заменяя, где это возможно, металлические детали и покрытия облагороженной древесиной (клееная фанера, дельта-древесина и балинит) и авиационным полотном. Несколько крупных предприятий деревообрабатывающей промышленности союзного значения, располагавших комплектным оборудованием для изготовления деревянных авиационных конструкций, были перепрофилированы на выпуск авиационной техники и переведены в состав НКАП.

2. К декабрю 1941 года большая часть сырьевой и производственной базы для получения авиационной древесины и дюралюминия была утрачена, и её пришлось восстанавливать заново — на территории, примыкавшей к приволжскому, уральскому и сибирскому авиационным производственным комплексам. До конца 1942 года дефицит облагороженной древесины был в основном преодолён за счёт мобилизации внутренних ресурсов, тогда как дефицит дюралюминия пришлось восполнять за счёт поставок сотен тысяч тонн первичного алюминия по ленд-лизу и импорту. Важную роль в обеспечении авиапромышленности СССР авиационной древесиной сыграл коллектив Тавдинского фанерного комбината № 15 НКЛеспрома. Головными предприятиями по выпуску дюралюминия являлись завод № 95 в Верхней Салде и комбинат № 150 (г. Ступино, Московская обл.), входившие в систему НКАП.

3. Накануне Великой Отечественной войны советские учёные-химики отработали рецептуру и технологию производства органического стекла (плексиглас) — материала, необходимого для изготовления прозрачной части пилотской кабины — так называемого фонаря, и в Ленинграде, на заводе № К-4 НКХимпрома, была развёрнута соответствующая производственная база. Однако новый материал высоким качеством не отличался. С июля 1941 и до конца 1942 года отечественное производство органического стекла отсутствовало, и потребность в нём удовлетворялась за счёт импорта. Одновременно с возобновлением на заводах № К-4 и № 148 НКХимпрома  производства органического стекла начался выпуск так называемой прозрачной брони, которая представляла собой слоистую композицию с внешним слоем из закалённого стекла (сталинита) и внутренним слоем, или «подушкой» из органического стекла. Особую роль в отработке рецептуры и технологии изготовления «прозрачной» брони, которая спасла жизни многих советских лётчиков, сыграл коллектив ВИАМ.

4. Своевременными решениями ГКО СССР и организационными мероприятиями наркоматов авиационной, лесной, химической и лёгкой промышленности кризис производства авиационных материалов к концу 1942 года удалось преодолеть, что позволило полностью удовлетворить потребности авиационной промышленности в облагороженной древесине и авиационном полотне и более чем на половину — в дюралюминии и органическом стекле (недостающее количество обеспечивалось поставками по ленд-лизу и импорту).

ПРИМЕЧАНИЯ

1 Яковлев А.С. Советские самолёты М.: Наука, 1978.

2 Ричардс Д., Сондрес Х. Военно-воздушные силы Великобритании во второй мировой войне. 1939—1945 гг. / Сокр. пер. с англ. М.: Воениздат, 1963.

3 Шерстюк М.В. «Летающие гробы»?: к вопросу об использовании древесины в советском самолётостроении в период Великой Отечественной войны // Научные труды Московского гуманитарного университета. 2016. № 4. С. 98—102.

4 История авиационного материаловедения. ВИАМ — 80 лет: годы и люди / Под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: ВИАМ, 2012; Нарский А. «Красные директора» ВИАМ: биографии первых руководителей Всесоюзного научно-исследовательского института авиационных материалов П.А. Бахматова и В.М. Десятникова. Б/м., 2020.

5 Шахурин А.И. Крылья победы. М.: Политиздат, 1990. С. 46.

6 Там же. С. 47.

7 Спиридонов В.В. Создание и освоение в СССР бакелитовой фанеры для авиастроения в 1930—1939 гг. // Из истории авиации и космонавтики. 1989. Вып. 58. С. 101—110.

8 Бердинских И.П., Кузнецов М.А. Производство деревянных самолётов. М.: ОБОРОНГИЗ, 1945.

9 Южаков В.П. Лесная промышленность Тюменской области в годы Великой Отечественной войны // Урал индустриальный. Бакунинские чтения: индустриальная модернизация Урала в XVIII—XXI вв. ХII Всероссийская научная конференция, посвящённая 90-летию Заслуженного деятеля науки России, доктора исторических наук, профессора Александра Васильевича Бакунина. Материалы. Екатеринбург, 4—5 декабря 2014 г. в 2 т. Т. 2. Екатеринбург: [УрФУ], 2014. С. 353—357.

10 Российский государственный архив социально-политической истории (РГАСПИ). Ф. 644. Оп. 2. Д. 92. Л. 125.

11 Металл скрепляет времена и судьбы / Авт.-сост. А.О. Ежов, Е.Г. Ежова. Екатеринбург: Уральский рабочий, 1998.

12 Ежов А.О. Авиационная металлургия на Урале в годы Великой Отечественной войны (1941—1945 гг.) // История и современное мировоззрение. 2021. Т. 3. № 1. С. 129—138.

13 Джонс Роберт Хан. Ленд-лиз: дороги в Россию: военные поставки США для СССР во Второй мировой войне, 1941—1945 / Пер. с англ. А.Л. Андреева. М.: Центрполиграф, 2015. С. 211.

14 Проект «К-4» пуленепробиваемые: беседа с одним из создателей бронестекла Зусей Шульманом / Подгот. О. Титова, Ю. Вдовина // Вечерний Челябинск. 2010. 29 января. С. 10.

15 РГАСПИ. Ф. 644. Оп. 2. Д. 62. Л. 13.

16 Шавров В.Б. История конструкций самолётов в СССР. М.: Машиностроение, 1978. Ч. 2. С. 417—429.

17 Российский государственный архив экономики. Ф. 413. Оп. 12. Д. 10949. Л. 142.

18 Маркеллов П.П., Зельдис И.В. Материаловедение и технология авиационных материалов. М.: Военное издательство Министерства ВС СССР, 1947.

19 Война и армия. Воспоминания ветеранов трудового фронта. Богородск-Ногинск, 2001.