Испытания, из-за неудовлетворительной работы двигателей М-82А, затянулись до 22 августа 1942 г. В ходе испытаний самолет и его силовая установка постоянно дорабатывались и к концу испытаний машина во многих элементах отличалась от той, которая поступила на испытания. Во время совместных испытаний Приказом НКАП №234 от 28.03.42 г. самолетам "103" было присвоено официальное обозначение Ту-2. Испытание опытного самолета "103В" затянулись в основном из-за неудовлетворительной работы двигателей типа М-82. Двигатели первых серий и их агрегаты были недоработаны, многократно менялись и доводились в процессе испытаний самолета. Из-за этого не удалось снять полных летных характеристик самолета. Резолюцией Главного инженера ВВС испытания самолета "103В" были прекращены, и для окончательного выяснения летных данных решено было провести контрольные испытания серийного Ту-2, так как серийный самолет был значительно улучшен за счет доработок по результатам испытаний опытного "103В". О ходе испытаний самолета "103В" и поведению его ВМГ можно судить по дневнику испытаний:
– 15.12.41 г. – 1-й полет;
– 24.01.42 г. – вынужденная посадка (летчик Жданов) из-за отказа двигателей;
– с 25.01.42 по 20.02.42 самолет стоял без двигателей;
– с 27.02.42 по 13.03.42 постановка двигателей;
– 14.3.42 г – пробный полет;
– с 15.03.42 по 17.03.42 ремонт двигателя.
В ходе испытаний по опытному самолету "103В" 2М-82А были зафиксированы следующие данные:
– длина самолета – 13,7 м;
– размах крыла – 18,8 м;
– высота самолета – 4,55 м;
– площадь крыла – 48,5 м
– нормальная взлетная масса – 10230 кг;
– перегрузочная взлетная масса – 11700 кг;
– масса пустого самолета – 7335 кг;
– максимальная скорость на высоте 3200 м – 528 км/ч;
– максимальная скорость у земли – 460 км/ч;
– время подъема на 4500 м – 8,86 мин;
– практический потолок – 9000 м;
– техническая дальность полета – 2000 км;
– длина разбега – 576 м;
– длина пробега – 640 м;
– посадочная скорость – 152 км/ч;
– пулеметное вооружение – 5 х ШКАС (4хШКАС, 1хБС -в ходе испытаний); пушечное вооружение – 2 х ШВАК; ракетное вооружение – 10 х PC-132, 4 х РС-82;
– экипаж – 4 чел.
В ходе испытаний самолет "103В" был доработан по составу оборудования и вооружению. Нижняя люковая установка была переведена на крупнокалиберный пулемет БС, для обороны задней полусферы были смонтированы четыре неподвижных установки под реактивные снаряды РС-82. Несмотря на существенное снижение максимальных скоростей полета по сравнению с "103У" и недостатков в работе силовой установки, требовавшей серьезной доработки, основные данные самолета были признаны удовлетворительными. В ходе совместных испытаний все выявленные дефекты устранялись, проводились необходимые доработки опытной машины; одновременно все улучшения вводились в серийное производство, которое шло одновременно с испытаниями опытной "103В". Предварительные испытания, проходившие на заводском аэродроме завода №166, были закончены 31 июля 1942 года. Машина была признана перспективной, но требующая дальнейших доработок, особенно по работе новой силовой установки. В частности, в Акте по результатам предварительных испытаний самолета "103В", подписанным Стоманом, Мируцом, Васякиным, утвержденным Туполевым и директором завода №166 Соколовым, говорилось:
" … ВМГ работает неудовлетворительно (трещины в выхлопных коллекторах, падение давления масла, раскачка оборотов, перегрев мотора на земле). Недоведен М-82, велики усилия на секторах газа, сектора отходят с крайних положений, усложняется посадка самолета, с подъемом на высоту ухудшается работа автокорректора, неудовлетворительно работают свечи. Выброс масла из агрегатов на высоте более 5000 м…
… Самолет "103В 2М-82А по своей управляемости, устойчивости, взлетно-посадочным свойствам, а также маневренности и температурным режимам ВМГ удовлетворяет ТТТ… Самолет по технике пилотирования прост, напоминает СБ…"
Как отмечалось выше, первоначально планировалось начать серийный выпуск на заводе №166 самолетов "103У" 2М-37. 19 ноября 1941 года вышло Постановление ГКО №915, а затем Приказ НКАП №1147 от 20.11.41 г., требовавшие перевода силовых установок самолетов ТБ-7, "103", Ил-2 и ДБ-ЗФ на двигатели типа М-82. По самолету "103" выдвигалось требование предоставить материалы испытаний с М-82 к 20 ноября 1941 года и серийный выпуск самолета наладить с М-82 по типу опытного "103В". В декабре 1941 года вышло Постановление ГКО №1014 и Приказ НАКП №1174 от 19.12.41 г., согласно которым серийное производство самолетов "103" переводилось в Казань на завод №22. В Казань, для развертывания серии, должны были быть направлены из Омска специалисты и передан задел для производства серии. Вскоре это решение было отменено. В Казане на потоке шел Пе-2 и сокращать его выпуск в условиях тяжелого положения на фронтах, когда каждый Пе-2 был на вес золота, ради нового и возможно "сырого" 103" в тот момент никто не стал.
Ввиду отсутствия на заводе №166 серийного КБ, все работы по подготовке завода к серийному производству были выполнены КБ А.Н.Туполева. В сентябре 1941 года КБ закончило передачу заводу рабочих чертежей по серийному варианту самолета "103У" 2М- 37 ("103С"), и завод приступил к постройке серии этих машин. Приказ НКАП
№1147 предусматривал переход на М- 82 начиная с первой серии машин, хотя в тот момент опытная "103В" 2М-82А еще даже не вышла на испытания. В связи с этим КБ А.Н.Туполева вынуждено было срочно перепроектировать винто-моторную группу и часть сопряженных с ней агрегатов. Вся эта работа имела объем 1500 чертежей и была закончена к январю 1942 года. Кроме изготовления серийных чертежей, КБ оказало большую помощь заводу по созданию плазово-шаблонного цеха, по упрощению технологического процесса, унификации профилей, проектированию серийной оснастки и, наконец, по сборке первых серийных образцов.
Проведенные совместные испытания самолета "103В" определили лицо машины, которая выпускалась первоначально как фронтовой пикирующий бомбардировщик Ту-2 (самолет "60"). Самолет Ту-2 был спроектирован под крупносерийное производство и имел следующие особенности конструкции и технологии изготовления:
1) Весь самолет как по планеру, так и по оборудованию был разбит на большое количество самостоятельно собираемых частей (свыше 100), что давало возможность уменьшить цикл работ на серийном заводе и широко кооперировать производство машины, как внутри авиационной промышленности, так и вне ее.
2) В самолете был широко применен метод комплексных монтажей, при котором ряд агрегатов и узлов собирался на специальных панелях и пультах в удобных условиях верстачной сборки и переносился на самолет в уже собранном виде.
3) Применение толстой обшивки и отказ от стрингерной системы позволяли значительно сократить число заклепок. На самолете Ту-2 заклепок было приблизительно на 20% меньше, чем на других самолетах этого класса. Разбивка самолета на отдельно собираемые части-панели, позволяла изготавливать их на клепальных автоматах и прессах.
4) Для разгрузки механического оборудования серийных заводов в конструкции было применено большое количество литых деталей (свыше 600 наименований) и сварных деталей из недефицитной стали (свыше 4000 наименований) .
Все эти конструктивно-технологические преимущества нового самолета позволили заводу №166 сравнительно быстро в тяжелейших условиях 1941- 1942 гг освоить серийное производство Ту-2. Еще до получения результатов совместных испытаний опытного "103В", Ту-2 уже находился в серийном производстве и начал поступать в эксплуатацию в боевые части ВВС РККА.
Самолеты головной серии собирались еще из деталей задела, привезенного из Москвы и предназначавшегося для первых серийных самолетов "103У". Головные самолеты получили обозначение "103ВС" (с марта – Ту-2 2М-82). Первый головной серийный самолет "103ВС" был выпущен заводом в феврале 1942 г. Первая серия машин из пяти самолетов была закончена в апреле 1942 года. В апреле-мае выпускается вторая серия машин, полностью собранных из деталей, выпущенных на заводе №166. Всего, до момента официального прекращения серийной постройки Ту-2 в октябре 1942 года на заводе было построено 80 самолетов, которые были выпущены в семи сериях, (см.таблицу).
В основном самолеты выпускались в варианте фронтового пикирующего бомбардировщика и лишь несколько самолетов по просьбе ВВС были выпущены в варианте самолета-разведчика. Самолеты №№713, 714, 716 и 718 из последней серии в дальнейшем были переданы в 1943 – 1944 годах в КБ А.Н.Туполева и перевезены в Москву, где дорабатывались по программе создания модификаций Ту-2С и Ту-2Д и др.
Еще до окончания совместных испытаний опытного самолета "103В", в апреле 1942 года на заводе №166 были подготовлены три серийных самолета Ту-2 2М-82 для проведения войсковых испытаний. Эти три первые машины были переданы НИИ ВВС для эксплуатационно-технических испытаний, которые стали первым этапом войсковых испытаний, после чего они должны были попасть на фронт для проверки в боевых условиях. Испытания проводились на аэродроме НИИ ВВС в Чкаловской с 17 мая по 29 июля 1942 года. Для оказания технической помощи летному и техническому составу НИИ ВВС в скорейшем освоении самолета Ту-2, имевшего принципиально новые агрегаты и системы, в НИИ ВВС была командирована бригада конструкторов КБ под руководством Д.С.Маркова. В эту бригаду вошли такие ведущие специалисты КБ, как А.В.Надашкевич, Б.С.Иванов, А.И.Цветков, Ю.В.Любимов; туда же была направлена бригада отдела ремонта под руководством П.М.Шувалова. Испытания проходили в ускоренном темпе и были закончены в конце июля 1942 года с хорошей оценкой самолета. О ходе испытаний Д.С.Марков почти ежедневно по "ВЧ" информировал А.Н.Туполева. В случае возникавших затруднений принимались экстренные меры по выправлению положения. Например, в ходе испытательных полетов выяснилось, что машины не обеспечивают заданной скорости на второй границе высотности. ВВС приостановили приемку готовых серийных машин, под угрозой оказались и испытания в НИИ ВВС. А.Н.Туполев со специалистами КБ оперативно устанавливают причину, заключавшуюся в недостаточной высотности магнето БСМ-14 двигателей М-82. А.Н.Туполев связался по этому вопросу с профессором ВВИА им. Н.Е.Жуковского, крупнейшим отечественным специалистом в области авиационного электрооборудования B.C.Кулебакиным. В лаборатории ВВИА магнето было доработано, испытано и вскоре запущено в серию с индексом "В" -"высотное". В дальнейшем, после комплекса доработок, двигатели М-82 и его развитие М- 82ФН избавились от этого дефекта.
По результатам испытаний головных Ту-2 в августе 1942 г. был выпущен Отчет (дата утверждения отчета 22.08.42 г. формально считается датой окончания совместных испытаний Ту- 2), в заключении к Отчету НИИ ВВС отмечал:
"Серийные самолеты Ту-2 постройки завода №166 по своим летным свойствам, надежности работы моторов и вооружению могут быть использованы в боевой работе для выполнения задач дневного бомбометания с горизонтального полета по ближним тылам врага с ограниченной до 5000 м высотой полета.
Предложить заводу №19 поставить для установки на самолет Ту-2 моторы М-82, обеспечивающие нормальную эксплуатацию самолета на всех высотах до потолка и устранить недостатки, отмеченные в "выводах" и дефектной ведомости.
Предложить заводу №166 на всех самолетах Ту-2 поставить на верхних стрелковых точках крупнокалиберные пулеметы для усиления огневой мощи задней полусферы, а также устранить недостатки, перечисленные в дефектной ведомости, и в первую очередь улучшить тормозную систему. "
Из-за большого количества неисправностей и дефектов М-82, которые относились к выпускам двигателей первых серий, первая тройка Ту-2 ушла на фронт только в сентябре 1942 года. Машины были направлены в состав 3-й Воздушной Армии (командующий гене- рал-полковник М.М.Громов). В качестве аэродрома базирования был определен аэродром Мигалово под Калининым. От КБ на фронт с первыми машинами отправились Д.С.Марков с группой специалистов по различным системам самолета. Боевая работа Ту-2 началась 14 сентября 1942 года. В полетах наравне с экипажами НИИ ВВС летали фронтовые летчики. За время этого этапа войсковых испытаний три самолета Ту- 2 совершили в общей сложности 25 боевых вылета. Интенсивность составляла примерно один боевой вылет на самолет в сутки, при средней дальности 500 км. В ходе боевых вылетов самолеты попадали под обстрелы зенитной артиллерии противника, были случаи атак истребителями, однако благодаря мощному истребительному прикрытию и хорошей живучести потерь не было. В одном из полетов зенитный снаряд (видимо от "Эрликона") попал в двигатель самолета. Несмотря на это экипаж сумел посадить самолет на аэродром. В качестве иллюстрации высокой эффективности использования первых Ту-2 можно привести пример уничтожения подземного склада горючего и боевой техники в районе деревни Тростино. По данным нашей разведки было установлено, что в районе этой деревни было сосредоточено большое количество боевой техники, кроме того, разведка установила нахождение там же подземного склада горючего. Попытки уничтожить склад с помощью Пе-2, несших ФАБ-100, успеха не принесли. Тогда было принято решение послать тройку Ту-2 с ФАБ -1000. Операция была назначена на 27 сентября 1942 года. В полете три Ту-2 прикрывали 10 ЛаГГ-3 (хотя по мнению фронтовых летчиков уже полетавших на Ту-2, самолет мог летать на задания и без истребительного прикрытия). Командиру истребительной эскадрильи Г.А.Инякину было сказано, что за каждый Ту-2 он отвечает
головой. В полете группа была атакована девяткой Me-109. Атака была произведена двумя группами "мессеров": одна группа пыталась сковать ЛаГГи, другая атаковать Ту-2. Атака немецких истребителей огнем оборонительного вооружения Ту-2 и действиями наших истребителей была сорвана. Ту-2 вышли на цель и прицельно сбросили ФАБ- 1000 и уничтожили подземный склад. Все машины после боя благополучно вернулись на аэродром Мигалово.
В целом первые Ту-2 получили более благоприятную оценку летного состава, чем Пе-2, на котором им приходилось летать и воевать. Общая оценка самолета летным и техническим составом, несмотря на отдельные замечания по работе систем, была положительной. Летный состав считал, что в самолете правильно решена тактическая схема современного фронтового бомбардировщика. Отмечались его положительные качества: высокая эффективность при поражении крупных военных объектов и укреплений противника, мощное и рационально расположенное оборонительное вооружение, современное оборудование, неплохие летные данные. Самолет значительно лучше, чем Пе-2, управлялся и пилотировался при одном работающем моторе.
В процессе испытаний опытного самолета "103В" и первых серийных самолетов был выявлен ряд дефектов, которые немедленно устранялись. Поэтому серийные Ту-2 более поздних серий несколько отличались от первых машин. Для окончательного определения лица Ту-2 2М-82 было решено подвергнуть контрольным испытаниям серийный самолет из третьей серии №308 (100308). Государственные контрольные испытания проводились силами НИИ ВВС на аэродроме Кольцово (под Свердловском) с 13.09. 42 по 28.10.42 г., всего было выполнено 44 полета, с общим налетом 32 часа. Летали летчики-испытатели Жданов, Васякин, Нюхтиков, в последнем полете была авария, самолет сел на вынужденную посадку и был поврежден. В ходе испытаний были зафиксированы следующие данные:
– длина самолета – 13,8 м;
– размах крыла – 18,86 м;
– высота самолета – 4,55 м;
– площадь крыла – 48,52 м
– нормальная взлетная масса – 10538 кг;
– перегрузочная взлетная масса – 11768 кг;
– масса пустого самолета – 7601 кг;
– максимальная скорость на высоте 3200 м – 521 км/ч;
– максимальная скорость у земли – 444 км/ч;
– время подъема на 5000 м – 10,2 мин;
– практический потолок – 9000 м;
– техническая дальность полета – 2020 км;
– длина разбега, при взлетной массе 10500 кг – 450 м;
– длина пробега – 545 м;
– посадочная скорость – 156 км/ч;
– пулеметное вооружение – 3 х ШКАС, 2 х У БТ; пушечное вооружение – 2 х ШВАК; ракетное вооружение – 10 х РС-132;
– экипаж – 4 чел.
По результатам испытаний ВВС сделали следующее заключение по серийному самолету Ту-2 2М-82:
"Серийный самолет Ту-2 №100308 по своим ЛТД стоит на уровне современных 2-х моторных бомбардировщиков и имеет возможности для дальнейшего модифицирования.
В результате испытаний установлено, что самолет не удовлетворяет условиям договора ГУ ВВС КА с НКАП о поставке Ту-2 на 1942 год: а) по максимальной скорости на высоте 6000 м (меньше на 66 км/ч), по практическому потолку (меньше на 800 м). По взлетно-посадочным данным и скороподъемности самолет соответствует условиям договора.
ВМГ самолета не обеспечивает выполнение полетов свыше 6000 м из- за тряски моторов и выброса масла из суфлера мотора, а также полеты на пикирование из-за раскрутки винтов.
Просить НКАП дать указание Гл. конструктору т.Туполеву о быстрейшем устранении раскрутки винтов. Обеспечить возможность пользоваться прицелом ПС-1. Дать указание Гл. конструктору завода №19 об устранении ненормальной работы М-82 на 2-ой границе высотности.
Ввиду того, что по ЛТД самолет Ту-2 представляет интерес для ВВС КА, обязать Г л. конструктора продлить работу по доводке модификации самолета, выделив в его распоряжение необходимое количество самолетов.
Доложить Гл.командованию ВВС КА о необходимости указать частям не применять пикирование, до устранения дефекта раскрутки винтов…"
Как видно из приведенных материалов, самолет Ту-2 как тип серийного фронтового бомбардировщика доводился и формировался в ходе испытаний и доводок, постепенно избавляясь от многих "детских болезней". По результатам испытаний была дана высокая оценка Ту-2, как современному бомбардировщику с большой бомбовой нагрузкой, большим радиусом действия, мощной огневой защитой, высокой живучестью и простому в управлении. При этом ВВС постоянно отмечали необходимость скорейшего массового поступления самолетов Ту-2 на вооружение ВВС КА.
Пока шли войсковые и контрольные испытания, в Омске началось переучивание строевых полков на Ту-2. Первыми на них перешли 132 ОБАП и 12 БАП.
На базе летно-испытательных и эксплуатационно-технических служб завода №166 и омской летной школы ВВС весной 1942 года было создано подразделение по подготовке летного и технического состава ВВС для Ту-2. Первым прибыл для переучивания летный и технический состав 132 ОБАП. Полк был сформирован в апреле 1940 года, летал на СБ и Ар-2. С первых дней войны полк воевал на Юго-Западном фронте. В августе-октябре 1941 г. полк был перевооружен на Пе-2. С октября 1941 г по март 1942 г 132 ОБАП участвует в боях на Калининском фронте. В апреле 1942 г направляется для переформирования и обучения на Ту-2 в Омск.
По прибытию в Омск начались теоретические занятия по системам самолета, а затем вывозные полеты с летчиками полка. В подготовке летного и технического состава 132 ОБАП самое активное участие принимали работники КБ А.Н.Туполева, от конструкторов до начальников бригад. В помощь к заводскому летчику-испытателю Я.Г.Паулю, который должен был теперь помимо облетов серийных машин готовить строевых летчиков, по просьбе А.Н. Туполева, были направлены два летчика-ин- структора А.Д.Перелет и В.Н.Терещенко. В сентябре 1942 года 132 ОБАП был подготовлен и на 29 новых Ту-2 под командованием подполковника А.Хлебникова вылетел на Калининский фронт. Вместе с полком улетели на фронт сотрудники КБ : Ю.В.Любимов, Н.П.Четкин, А.И.Цветков и Б.С.Иванов. Ю.В. Любимов участвовал в боевых вылетах как воздушный стрелок в составе экипажа М.П.Васякина, который так же улетел на фронт драться с немцами. С 29.10.42 г по 1.01.43 года полк воевал на Калининском фронте, нанося бомбовые удары во фронтовой полосе, а также по военным объектам в районе Смоленска, Витебска, Великих Лук и т.д. С 5.02.43 г по 13.04.43 г. 132 ОБАП дрался на Юго-Западном фронте, где Ту-2 использовались как бомбардировщики и разведчики. Боевая деятельность самолетов Ту-2 в составе 132 ОБАП рассматривалась как продолжение войсковых испытаний, которые должны были окончательно решить судьбу Ту-2. В апреле 1943 года по результатам боевой деятельности полка на Ту-2 был выпущен отчет по войсковым испытаниям Ту-2 2М-82. В отчете констатировалось следующее:
"…Войсковые испытания проходили самолеты Ту-2 от первой до пятой серий включительно производства завода №166 с моторами производства завода №19 с винтами АВ- 5-167А диаметром 3,8 м. На самолетах до пятой серии были установлены тормоза типа "Юнкере", с пятой серии – типа "Дуглас". На самолетах до четвертой серии заливка бензина перед запуском производилась от двух помп: Альвеера и мембранной помпы, на последующих сериях установлена только одна помпа, приводимая в действие ногой.
На самолетах установлено вооружение:
а) стрелково-пушечное: вперед 2 пушки ШВАК, калибра 20 мм, 2 пулемета ШКАС калибра 7,62 мм, назад 2 пулемета Березина калибра 12,7 мм и 1 ШКАС (На самолете №100502 для стрельбы назад установлено 3 пулемета Березина калибра 12,7 мм);