Описание конструкции

По схеме Пе-2 являлся двухмоторным свободнонесущим монопланом с низкорасположенным крылом и двухкилевым оперением. Крыло состояло из трех основных частей: центроплана, изготовленного интегрально со средней частью фюзеляжа (Ф-2), и двух консолей. Стыки центроплана с консолями располагались сразу за мотогондолами. Консоли представляли собой цельнометаллическую конструкцию с работающей обшивкой и довольно частым силовым набором из двух лонжеронов, стрингеров, балки-швеллера в носке крыла и 13 нервюр. Лонжероны были клепаными двутавровыми со стальными полками и дюралюминиевой стенкой; нервюры – ферменными штампованными или собранными из штампованных элементов с усилением профилями; стрингеры – прессованные. На консолях устанавливались элероны с дюралевым каркасом и полотняной обтяжкой и тормозные аэродинамические щитки. Последние имели вид решетки, сваренной из специально профилированных стальных труб.

Силовой набор центроплана был подобен консольному, причем лонжероны здесь насквозь проходили через соответствующую секцию фюзеляжа. Нижняя часть этой секции и межлонжеронное пространство являлись бомбоотсеком, а в верхней стоял фюзеляжный бензобак. И под консолями, и под центропланом располагались взлетно-посадочные щитки типа ЦАГИ. Изготавливались они из алюминиевых сплавов.

Фюзеляж Пе-2 содержал три секции – Ф-1, Ф-2 и Ф-3; каждая из них состояла из набора конических поверхностей, плавно переходящих одна в другую.

Хвостовое оперение Пе-2

Ф-1 включала кабину, где сидели летчик и штурман. Для улучшения обзора ось этой секции была немного отклонена вниз. О Ф-2 уже говорилось выше. Ф-3 начиналась примерно от середины крыла и заканчивалась съемным хвостовым коком, который на ранних Пе-2 был довольно длинным; в этой секции находилась кабина стрелка-радиста. Весь фюзеляж был монококовой конструкции, с гладкой обшивкой из широких и длинных листов. На первых сериях листы обшивки соединялись по стрингерам встык, позднее продольные стыки стали выполнять внахлест. Каркас фюзеляжа состоял из П-образных шпангоутов, верхних и нижних лонжеронов и стрингеров. Ф-3 стрингеров не имела. Секции соединялись болтами и крепились к мощным стыковочным шпангоутам.

Стабилизатор состоял из двух частей (левой и правой), имел металлические каркас и обшивку и был управляемым.

Он мог принимать два положения – полетное и посадочное. Рули высоты и направления также имели металлический (дюралюминиевый) каркас, но обтягивались полотном ACT-100. На рулях устанавливались триммеры. На первых сериях триммеры имели дюралевые лонжероны и нервюры, металлическую обшивку и ободок из текстолита. Позднее ободок сияли.

Пе-2 имел полностью убирающееся в полете шасси с хвостовым колесом.

Основные колеса шасси крепились к "ногам" двухстоечной схемы с пневмо- масляными амортизаторами. После взлета "ноги" складывались назад в мотогондолы и полностью закрывались боковыми створками. Основные колеса оборудовались пневматическими тормозами. Хвостовое (костыльное) колесо убиралось назад в хвостовую часть фюзеляжа и тоже полностью закрывалось боковыми створками. Под этими створками имелись еще одни, внутренние, защищавшие механизмы от пыли и грязи при открытых наружных. Хвостовое колесо крепилось к наклонно расположенной вилке и имело отдельный пнев- момасляный амортизатор. Выпуск и уборка шасси осуществлялись электрогидравлической системой или аварийной ручной помпой.

Винтомоторная группа на ранних Пе- 2 состояла из двух 12-цилиндровых V- образных редукторных моторов водяного охлаждения М-105Р конструкции В.Я. Климова с трехлопастными металлическими винтами изменяемого шага ВИШ-61Б и вспомогательных узлов и агрегатов. Моторы устанавливались на передней кромке центроплана на цельносварных рамах из стальных труб и полностью закрывались обтекаемыми капотами. Всасывающие патрубки карбюраторов располагались по бокам мотогондолы в ее нижней части. Выхлоп из цилиндров шел в специальные коллекторы с сопловым выходом, позволявшие использовать реактивный эффект отработанных газов. Масляные радиаторы ОП-286 подвешивались на лентах под моторами. Для их обдува в гондоле под коком винта имелось специальное отверстие. Охлаждение моторов М-105Р осуществлялось летом водой, а зимой антифризом. Радиаторы ОП-253, спаянные из медных трубок, находились в крыле слева и справа от каждого мотора (один в центроплане и один в консоли). Забор воздуха производился через входы в носке крыла, выпуск – через люки с жалюзи на верхней поверхности крыла за моторами. Жалюзи, управляемые электромеханизмом УР-2, позволяли регулировать скорость проходящего по радиатору потока.

Тянущие винты ВИШ-61Б имели масляную автоматику так называемой "обратной" схемы. Втулки винтов закрывались коками обтекаемой формы, плавно переходящими в обводы капота. Винты имели противообледенительную систему, омывающую лопасти антифризом (смесью глицерина и этилового спирта). Моторы можно было запустить как от воздушного самопуска ВС-30 (впоследствии установили более мощный ВС-50), так и от автостартера.

Заднюю часть мотогондол занимали отсеки для уборки основных колес шасси и небольшие бомбоотсеки.

На Пе-2 ранних серий устанавливали по одиннадцать бензобаков, но с 64-й серии горючее располагалось в девяти бензобаках: фюзеляжном (№ 1) и восьми крыльевых. Из числа последних два бака с каждой стороны (№ 2 и № 3) стояли в центроплане и монтировались через бомбоотсек, а еще два (№ 4 и № 5) – в отъемной части крыла (их устанавливали через специальные люки снизу, закрытые съемными панелями). Все баки сваривались из алюминий-магниевого сплава АМЦМЛ, имели для повышения жесткости внутренние перегородки, подкрепляющие ребра и профили. Все они протектировались невулканизированной резиной, затягивавшей пробоину при простреле. Впоследствии на части самолетов баки № 2 и № 3 стали делать из фибры. Они имели несколько меньшую емкость, но были проще в производстве и не давали заусенцев по краям пробоины, мешавших стягиванию протектора. Все баки были съемными и крепились дюралюминиевыми лентами. Полный запас бензина у Пе-2 с девятью баками составлял 1484 л (при фибровых баках – 1411 л).

Для уменьшения пожароопасности и повышения живучести самолета при простреле бензобаков, последние наддувались инертным газом. Сперва пользовались сжатым азотом из баллонов, а затем перешли на наддув охлажденными и очищенными выхлопными газами от моторов. Такая мера препятствовала накоплению в баках слоя взрывоопасных бензиновых паров. Впоследствии ввели так называемую "2-ю зону нейтрального газа" – стали заполнять не только баки, но и отсеки, в которых они находились. Маслобаки находились в мотогондолах за двигателями и не были протектированы.

Экипаж Пе-2 состоял из трех человек: пилота, штурмана и стрелка-радиста. Два первых сидели в общей кабине в носовой части самолета, прикрытой прозрачным фонарем. Фонарь с каркасом из алюминиевых сплавов и остеклением из плексигласа имел хорошо обтекаемую форму. Он состоял из граненого козырька, средней части, которая у всех Пе-2 сбрасывалась перед прыжком с парашютом (она притягивалась к фюзеляжу стальными лентами), и подвижной задней части, так называемой "черепахи" (на ранних машинах). Под ней монтировалась пулеметная турель. При стрельбе "черепаха", снятая с фиксаторов, резиновыми амортизаторами оттягивалась вниз-назад, под обшивку средней части фюзеляжа. Передний край подвижной части касался усиленного шпангоута, продолженного вверх по обводу фонаря и выполнявшего функции противокапотажной рамы кабины. К этому шпангоуту крепилась также мачта радиоантенны (с левой стороны). Пилот и штурман попадали в свою кабину через нижний люк, откидывающийся вперед-вниз и имеющий ступеньку.

Две бомбы ФАБ-250 под фюзеляжем

С 13-й серии справа установили крупнокалиберный пулемет БК; цифрой 2 отмечен выдвинутый патронный ящик

Носовая часть ранних Пе-2 имела большую площадь остекления. Кроме плоской панели снизу, остекление носа имелось на бортах до середины их высоты, что обеспечивало хороший обзор и вперед, и вниз (примерно так же, как на Ту-2). Нос у Пе-2 первых серий заканчивался прозрачным обтекателем.

Пилот сидел впереди слева. Его защищали бронеспинка и бронезаголовник. Спинка пилотского сиденья диагонально складывалась, чем обеспечивался проход для штурмана. Органы управления (педали и колонка штурвала) сосредоточивались на так называемом мостике, выступающем над нижним остеклением. Штурман находился за летчиком у правого борта: его сиденье было складным (откидывалось к борту).

На ранних сериях штурман бронезащиты не имел. Перед пилотом располагалась приборная доска. Ее оборудование, если сравнивать с немецкими или американскими бомбардировщиками того времени, было довольно небогатым: указатель скорости, высотомер, авиагоризонт, гиромагнитный компас с креноскопом, указатель поворота, вариометр, приборы контроля винтомоторной группы, часы. Некоторые аэрометрические и навигационные приборы дублировались на отдельном щитке у штурмана.

"Родословная" Пе-2 обусловила применение на первых машинах ручки управления, характерной для истребителей. В ходе испытаний выявилась необходимость ее замены штурвалом – так было удобнее справляться с усилиями, возникавшими на органах управления при маневрировании. Одновременно заменили дюралевые трубы в проводке управления на более прочные стальные.

Стрелок-радист находился в отдельной кабине в секции Ф-3 фюзеляжа. В свою кабину он попадал через нижний люк. Обзор обеспечивался двумя большими овальными окнами по бокам, небольшими круглыми боковыми иллюминаторами (куда потом вмонтировали гнезда под перекидной ШКАС) и прямоугольным прозрачным люком сверху.

Створки люка складывались внутрь, позволяя стрелку высунуть голову из самолета. От набегающего потока его при этом прикрывал небольшой козырек. На самолетах первых серий кабина стрелка отделялась от хвостовой части откидной дверцей. В открытом положении она являлась полом над нижней стрелковой установкой. У левого борта кабины крепился столик, на котором находился манипуляционный пульт радиостанции.

Радиооборудование Пе-2 выпуска 1941 г. состояло из радиостанции РСБ- бис, внутреннего переговорного устройства СПУ-3 и радиополукомпаса РПК-2 "Чайка". Радиостанция стояла в задней кабине за спиной стрелка-радиста. Ее антенна крепилась одним концом к мачте, а другим – к правой килевой шайбе. Приемник радиополукомпаса находился под сиденьем летчика. Он имел две антенны: рамочную в каплевидном обтекателе под кабиной и тросовую – от мачты к левому килю. В случае отсутствия РПК (а в войну часть машин начали собирать без них) левый луч антенны, естественно, не ставился.

Все бомбардировщики Пе-2 оснащались штатным фотоаппаратом АФА-Б, используемым для контроля за результатами бомбометания. Он монтировался в кабине стрелка, а съемка велась через люк в нижней обшивке самолета.

Верхняя стрелковая установка ТСС-1 с пулеметом ШКАС

Аппарат был съемным и ставился на самолет только при необходимости. Для полетов на высоте свыше 4500 м Пе-2 имел кислородное оборудование: баллоны, кислородные приборы КПА-3бис и маски для всех членов экипажа. До 40-й серии ставили шесть баллонов, потом только три. Все баллоны стояли вертикально в общей укладке в хвосте самолета.

Питание для обширной системы электрооборудования Пе-2 в полете обеспечивали два генератора ГС-1000, установленные на моторах, а на стоянке – аккумулятор. Электроприводы имели триммеры рулей и элеронов, щитки пикирования (через автомат пикирования АП-1), взлетно-посадочные щитки, управляемый стабилизатор, жалюзи водо- и маслорадиаторов, переключатели скоростей нагнетателей моторов. Пе-2 имел полный комплект аэронавигационных огней – верхние и нижние бортовые АБ-40 (красный и зеленый) и хвостовой ХС-35 (белый), а также посадочную фару (в носке левой консоли), осветительные плафоны в кабинах, подсветку приборных досок и систему световой и звуковой сигнализации.

Вооружение Пе-2 существенно изменилось по сравнению с самолетом "100". Весьма оригинально было выполнено на "пешке" размещение бомб внутренней подвески. Помимо внутрифюзеляжного бомбоотсека с четырьмя точками подвески (по две на каждой из кассет Дер-21), он имел еще два отсека в задней части мотогондол, в которых монтировалось по одному бомбодержателю ДЗ-40. На каждой из внутренних точек подвески можно было разместить одну бомбу с максимальным калибром 100 кг. Снаружи на четырех держателях ДЗ-40 можно было подвесить четыре бомбы ФАБ-250, либо две ФАБ-500, при этом максимальный вес бомбовой нагрузки был принят равным 1000 кг, а нормальный – 600 кг. Сброс бомб с внутренней подвески можно было осуществить, только в горизонтальном полете.

Бомбометание с пикирования выполнялось со сбросом только с наружной подвески. Пе-2 мог нести все основные типы бомб, находившиеся на вооружении советских ВВС – фугасные, осколочные, зажигательные, бронебойные и специальные калибром до 500 кг. Для прицельного бомбометания штурман использовал дневной прицел ОПБ-1М и ночной НКПБ-3. С пикирования бомбы сбрасывал летчик, у которого стоял прицел ПБЛ-1.

В наследство от высотного истребителя "100" на пикирующем бомбардировщике остался вариант загрузки бомбоотсеков кассетами К-76 и разработанными несколько позднее кассетами К- 100. Кассета К-76 снаряжалась неоперенными 76,2-мм снарядами с авиационными взрывателями, а в К-100 загружались осколочные бомбы от АО-2,5 до АО-20. В результате нескольких испытательных полетов выяснилось, что 76,2-мм снаряды представляют собой серьезную опасность для самого бомбардировщика из-за кувыркания при выходе из кассеты, поэтому их использование немедленно было запрещено. С кассетами К-100 положение сложилось несколько лучше, но все же их конструкция и особенности эксплуатации не удовлетворили специалистов Научно- испытательного полигона авиационного вооружения (НИП АВ), в связи с чем к апрелю 1941 г. от их применения на Пе-2 отказались. Идея применения кассеты для мелких бомб впоследствии была реализована в виде устройства КМБ- Пе-2, поступившего на вооружение осенью 1941 г.

Стрелковое вооружение всех ранних Пе-2 (за исключением шести первых самолетов завода № 39) состояло из четырех пулеметов ШКАС калибра 7,62 мм. Штурман мог вести огонь из ШКАСа турельной установки ТСС-1 конструкции С.К. Горюнова с боезапасом 750 патронов. Два неподвижных пулемета монтировали в носовой части слева и справа по оси самолета; управление огнем и наводку на цель осуществлял летчик. Носовые ШКАСы имели боекомплект по 500 патронов на ствол. Рядом с кабиной стрелка-радиста под фюзеляжем монтировалась стрелковая установка по типу МВ-2, подобная применявшимся на СБ и ДБ-ЗФ. Запас патронов к ней составлял 750 шт.

С самого начала стрелковое вооружение Пе-2 было признано военными слабым для современного бомбардировщика, поэтому на серийных машинах, начиная с апреля-мая (с 13-й серии), люковый ШКАС заменили на крупнокалиберный турельный пулемет БТ конструкции Березина с боекомплектом 200 патронов. Правый ШКАС в носовой установке также был заменен на пулемет БК (крыльевой вариант с цилиндром пневмоперезарядки) с боекомплектом 150 патронов, но одновременно уменьшился запас патронов левого ШКАСа до 450 шт. В связи с тем, что выбрасываемые вниз сравнительно тяжелые звенья и гильзы БК наносили серьезный ущерб обшивке самолета и даже попадали в туннели водорадиаторов, был предусмотрен их сбор в специальный короб. На верхней установке ТСС-1 с той же целью стали собирать в мешок звенья. Секундный залп Пе-2, вооруженного только ШКАСами, составлял 1,152 кг, а с пулеметами Березина он почти удвоился и стал равным 2,2 кг.