В Испании технический состав республиканцев собственными силами изготавливал импровизированные бронеспинки и устанавливал их на И-16 и СБ. Летчики-добровольцы, возвратившиеся из правительственной командировки, требовали установить «постоянную броню сиденья, спины, затылка».

Повышение боевой живучести шло по трем основным направлениям:

– снижение вероятности взрыва бензобаков и пожара самолета в воздухе;

– предотвращение вытекания топлива при простреле бензобаков;

– обеспечение защиты экипажа и жизненно важных частей самолета от поражения пулями нормального калибра (и частично крупного калибра – 12,7 мм) и осколками зенитных снарядов.

Штурмовик БШ-2 АМ-35 на государственных испытаниях, апрель 1940 г. Вверху: капот БШ-2 с открытыми бронекрышками.

В 1937-1941 гг. были практически отработаны системы нейтрального газа, протектор для бензобаков, а также броневая защита экипажа (включая прозрачную броню), мотора и некоторых важнейших агрегатов самолета. Эти средства в той или иной степени нашли применение на отечественных серийных самолетах. Следует учитывать, что создателям систем живучести и конструкторам боевых самолетов всякий раз приходилось решать весьма сложную задачу: требовалось оптимизировать соотношение удельных весов, отводимых на систему боевой живучести, вооружение и летные данные (силовую установку).

Для изучения вопросов защиты бензобаков от возгорания и взрыва в ЦКБ организовали специальную группу под руководством В.И. Абрамова, преобразованную затем в бригаду и конструкторское бюро. В этом КБ были экспериментально исследованы явления гидроудара, разрушения, возгорания и взрыва бензиновых баков при попадании в них боеприпасов стрелкового оружия и осколков.

Если рассмотреть пробитие топливного бака боеприпасом (пуля, авиационный снаряд) или осколком, то результат будет определяться тем, попадет ли он в пространство над бензином (например, при простреле сверху вниз) или непосредственно в бензин. При пробитии бака выше уровня бензина может произойти взрыв смеси паров бензина и кислорода (весьма взрывоопасная смесь), а затем разрушение бака и вместе с ним агрегата самолета, в котором он расположен. При поражении бака ниже уровня бензина загорания, как правило, не получается, но происходит обратный гидроудар, следствием которого являются увеличенные размеры входного отверстия. Одновременно под действием гидроудара стенки бака выпучиваются, а сами баки деформируются и приходят в негодность. При этом бензин, вытекающий из пробоины в смежные с баками отсеки, воспламеняется от выхлопных газов или при попадании на горячие детали. Как следствие, на самолете возникает пожар.

Взрывы возможны также и в различных отсеках самолета, в которых из-за полученных повреждений баков скапливаются пары бензина и кислород.

Следует сказать, что при попадании в надтопливный объем бензобака бронебойных боеприпасов при скоростях встречи порядка 600- 800 м/с вероятность взрыва смеси паров бензина и кислорода сравнительно невелика, так как в зоне их взаимодействия со стенкой бака обычно не возникает интенсивный температурный очаг. Если же эти боеприпасы снабжены зажигательным составом или трассером, то вероятность взрыва резко возрастает. Это относится и к действию по смеси паров бензина и кислорода разрывных пуль, бронебойно-зажигательных, осколочно-фугасных и осколочно-зажигательных авиационных снарядов, поскольку такие боеприпасы создают мощный температурный очаг.

Наиболее мощным инициатором взрыва смеси паров бензина и кислорода в бензобаках или отсеках самолета является осколок со скоростью встречи порядка 1700 м/с. Именно при его действии давление в бензобаке (отсеке) за минимальное время достигает своего наибольшего значения, равного 7-8 кгс/см² , что в несколько раз превышает предельное давление, которое может выдержать бак.

При пробитии металлической преграды (дюралевая обшивка самолетов или стенки бензиновых баков) образуются факелы мелких осколков из раскаленного металла преграды и разрушившегося осколка (или пули, снаряда). Разогрев этих осколков происходит под действием кинетической энергии основного осколка (пули, снаряда), кинетического нагрева при их движении в воздухе и сгорания в кислороде воздуха. Температура раскаленных осколков зависит от их материала и материала преграды, а также от скорости встречи. Так, температура очага вторичных осколков, образующегося при пробитии дюралевой обшивки толщиной 2 мм стальным осколком весом 2-3 г при скорости встречи около 1500- 2000 м/с, достигает 1200-1500”С, а время его существования – около 20-30 мс.

Бронеспинки летчика истребителей И-16 М-63 (слева) и МиГ-3 (справа).

Установка заборника выхлопных газов системы нейтральных газов НГ-1 в выхлопном патрубке истребителя Ла-5ФН.

При сквозном простреле надтопливного пространства бензобака зажигательным боеприпасом (пуля или снаряд) зона воспламенения увеличивается еще больше.

Уже в конце 1937 г. был разработан и принят на вооружение специальный протектор для защиты бензобаков, который при попадании на него бензина набухал и затягивал отверстие. Он представлял собой резиновую оболочку, состоящую из отдельных слоев резины и корда: первый слой, наклеенный на поверхность металла, – бензостойкая резина, второй слой – набухающая резина; третий и четвертый слои – прорезиненный корд, пятый слой – бензостойкая резина. В сумме толщина оболочки составляла 8 мм. Протектор накладывался на бензобак при помощи горячей вулканизации. Вес одного квадратного метра протектора толщиной 8 мм составлял 8 кг, что было вполне приемлемо для использования в авиации. Обеспечивалась полная защита от вытекания бензина на входном отверстии и частично – на выходном отверстии (в зависимости от размера входного отверстия) при поражении обычными пулями калибра 7,62 мм.

Через год на вооружение приняли облегченный протектор (образца 1938 г.), который имел почти вдвое меньший вес по сравнению с протектором образца 1937 г. (4,2 кг/мг при толщине 8 мм) и защищал от пуль нормального калибра только на входном отверстии.

В 1940 г. уже в НИИРП создали комбинированный протектор, который можно было накладывать на бензобак холодным способом или при помощи горячей вулканизации. Этот протектор состоял из трех частей. Основная часть (6,8 кг/м² при толщине 14,5 мм) защищала от вытекания на входном и выходном отверстиях от пуль нормального калибра. Переходная часть (4,0 кг/м² при толщине 12,5 мм) предохраняла от вытекания топлива на входном отверстии и частично – на выходном (в зависимости от размера) отверстии. Облегченная часть протектора при толщине 6,5 мм имела вес всего 3,0 кг/м² и частично защищала от вытекания топлива лишь на входном отверстии. Таким протектором покрывалась только верхняя часть бензобака.

В развитие этого варианта в НИИРП разработали комбинированный протектор (образца 1941 г.) для металлических бензобаков, который предохранял их от вытекания топлива при попадании пуль калибра 12,7 мм. При толщине 20 мм вес протектора достигал 16 кг/м² . Он защищал от вытекания топлива на входном и выходном отверстиях (всего до 5-8 пробоин).

Многочисленные эксперименты показали, что во всех случаях поражения металлического бензобака выходное отверстие в баке имело рваные и развороченные наружу края, не позволяющие протектору затянуться.

Внутри бензобака пытались устанавливать различные стенки для того, чтобы пуля меняла направление движения в бензине и теряла кинетическую энергию. Но эти опыты не дали результатов, так как при попадании в стенки пуля действительно меняла направление своего движения, но пробивала бак в другом месте.