Typ:  dálkový bombardovací letoun

Určení:  ničení strategicky významných pozemních cílů nacházejících se v hloubce území protivníka

Historie:  Na konci 30. let byl v SSSR v přímé reakci na zostřující se politickou situaci ve světě a neustále vzrůstající výkony bojových letounů ostatních velmocí zahájen vývoj bojových letounů nové generace. Konkrétní kroky v tomto směru byly projednány v únoru roku 1939 na poradě pracovníků leteckého průmyslu. Ten samý rok byly přitom zformulovány specifikace mimo jiné i k perspektivnímu nástupci dvoumotorového dálkového bombardovacího letounu typu DB-3 z dílny S.V. Iljušina. Tento úspěšný stroj byl vyráběn ve velkých počtech od roku 1936, a přestože svého německého protějška v podobě typu Heinkel He111 značně překonával, zejména pak rychlostí a doletem, a přestože byl v průběhu výroby neustálen zdokonalován, na konci 30. let jej již bylo možné považovat za morálně zastaralý. Vývojem perspektivního nástupce letounu typu DB-3, který měl mít nejen lepší výkony, ale i vyšší nosnost pum a účinnější obrannou výzbroj, bylo přitom tehdy pověřeno hned několik konstruktérů. Konkrétně se jednalo o S.V. Iljušina (typ DB-4/CKB-56), V.G. Jermolajeva (typ DB-240/Jer-2), V.M. Mjasiščeva (typ DB-102/M-2) a A.N. Tupoleva (typ 103D/Tu-2D). Vývoj motorů pro novou generaci sovětských dálkových bombardovacích letounů byl již v roce 1938 zadán hned dvěma konstruktérům, a to V.J. Klimovi a A.A. Mikulinovi. Dle zadání se přitom mělo jednat o kapalinou chlazené motory se vzletovým výkonem řádu 1 800 až 2 100 hp. Termín předání požadovaných motorů k závodním zkouškám byl velmi šibeniční a byl stanoven na listopad roku 1939. Oba zmínění konstruktéři přitom na výše uvedené zadání odpověděli 18-ti válcem s válci uspořádanými do tvaru písmene „Y“. V obou dvou případech se navíc jednalo o deriváty již existujících vidlicových 12-ti válců s dalším blokem šesti válců. Základem 18-ti válce typu M-120 z dílny V.J. Klimov se přitom stal 12-ti válec typu M-105, zatímco 18-ti válec typu AM-36 z dílny A.A. Mikulina vycházel z 12-ti válce typu AM-35. Řešení motorů typu M-120 a AM-36 jako derivátu motorů typu M-105 a AM-35 s instalací dodatečné řady válců sice umožnilo dokončit jejich vývoj za poměrně krátkou dobu, zmíněné motory ale měly velký čelní průřez, a tedy i aerodynamický odpor, a značnou hmotnost. Na tuto skutečnost přitom Mikulin odpověděl 1 400 hp výškovým 12-ti válcem typu AM-37, který rovněž vycházel z motoru typu AM-35. Iljušinův typ DB-4, který vzešel ze zadání ze dne 29. července 1939, byl vyprojektován pro Klimovi motory typu M-120. Pro případ, kdy by se vývoj zmíněného motoru dostal do problémů, bylo ale již v rané fázi projektových prací rozhodnuto, aby byl projekt tohoto stroje zpracován též ve verzi s méně výkonnými motory typu AM-37. Pro potřeby zkušebního programu byly postaveny dva prototypy letounu typu DB-4. První z nich měl být opatřen motory typu M-120 ve verzi bez turbokompresorů a dle zadání měl mít rychlost 560 km/h a dolet s 1 000 kg nákladem pum 4 000 km. Pohon toho druhého měly obstarávat motory toho samého typu ve výškové verzi s turbokompresorem typu TK-2 (zařízení snižující úbytek výkonu pístového motoru s rostoucí letovou výškou), která byla známa jako M-120TK. Díky tomu měl mít lepší výškové charakteristiky. Dle předběžných výpočtů měly motory typu M-120 letounu typu DB-4 umožnit létat, ve výšce 7 000 m, rychlostí 570 km/h. Dostup tohoto stroje byl spočítán na 11 000 až 12 000 m. Obranná výzbroj letounu typu DB-4 se měla sestávat ze dvou pohyblivých 7,62 mm kulometů typu ŠKAS se zásobou 500 nábojů na hlaveň, které měly být instalovány po jednom v příďovém a břišním střelišti, a jednoho pohyblivého 7,62 mm kulometu typu Ultra-ŠKAS se zásobou 1 500 nábojů. Jeho instalace se zase měla nacházet ve hřbetní střelecké věži. Do trupové pumovnice letounu typu DB-4 mělo být možné umístit jednu pumu o hmotnosti 1 000 kg. Termín předání prvního prototypu tohoto stroje k závodním zkouškám byl stanoven na 1. červenec 1940. Program DB-4 měl přitom natolik vysokou prioritu, že byly z vývojových plánů Iljušinovi OKB až do dokončení prototypů tohoto stroje vyškrtnuty všechny ostatní projekty, tedy vyjma pokročilé modifikace letounu typu DB-3 s motory typu M-88, která vešla ve známost jako DB-3F (Il-4), a bitevního letounu typu BŠ-2 (Il-2). Konstrukční tým S.V. Iljušina letoun typu DB-4 pojal jako hornoplošník se štíhlým vřetenovitým trupem, přímým křídlem s plynule se zmenšující hloubkou směrem od kořenů ke koncům, pohonnými jednotkami uvnitř dvou štíhlých vřetenovitých křídelních gondol, zdvojenými ocasními plochami a zatahovatelným tříbodovým kolovým ostruhového typu. Důvodem volby hornoplošného uspořádání ze strany Iljušina byla skutečnost, že trupová pumovnice letounu typu DB-4 měla pojmout objemný náklad pum. Pro instalaci zdvojené SOP na koncích VOP zase hovořily vynikající palebné podmínky pro palubní střelce a v neposlední řadě též skutečnost, že se nacházela v proudu vzduchu od vrtulí, což zvyšovalo její účinnost. Protože ale z výsledků aerodynamických zkoušek vyplynulo, že v některých letových režimech, zejména pak při letu s jedním pracujícím motorem, bude mít zdvojená SOP naopak nízkou účinnost, konstrukční tým S.V. Iljušina projekt letounu typu DB-4 zpracoval též v modifikaci s jednoduchou SOP v ose trupu. Vzhledem k tomu, že měl letoun typu DB-4 dosahovat vysoké rychlosti a zároveň měl mít vynikající vzletové a přistávací charakteristiky, aby mohl operovat i z přífrontových letišť s krákou VPD, vnější části křídla tohoto stroje měly větší klenutí než část střední. Křídlo letounu typu DB-4 mělo přitom značnou aerodynamickou jemnost. Aerodynamická jemnost křídla tohoto stroje totiž činila 17, zatímco křídlo letounu typu DB-3F (Bob) mělo aerodynamickou jemnost 15. V provnání s křídlem tohoto stroje mělo ale křídlo letounu typu DB-4 též větší plochu (66,7 m² vs 83,0 m²). Díky tomu na křídlo letounu typu DB-4 nepůsobilo větší plošné zatížení než na křídlo letounu typu DB-3F (Bob), které činilo 150 kg/m², a to i přesto, že tento stroj měl vyšší vzletovou hmotnost (13 t vs 10 t). Protože se vývoj motoru typu M-120 dostal do potíží, oba dva prototypy letounu typu DB-4 nakonec obdržely slabší, zato spolehlivější, motory typu AM-37. Použití zmíněných pohonných jednotek na prototypech tohoto stroje bylo přitom oficiálně schváleno dne 7. srpna 1940. Chladiče chladicí kapaliny motorů typu AM-37 v podobě vody se nacházely v zadních částech křídelních motorových gondol, přímo za šachtami hlavních podvozků. Každý z nich přitom využíval dva lapače vzduchu, které byly vetknuty do náběžné hrany křídla, po obou stranách motorové gondoly, a jeden výstup vzduchu. Ten se zase nacházel na břichu zadní partie motorové gondoly a byl opatřen regulačními klapkami. Chladiče oleje byly skryty v útrobách střední části křídla, přímo za zadním nosníkem. Olejové chladiče využívaly identické lapače vzduchu jako chladiče vody a výstupy, které byly vetknuty do potahu horní plochy křídla. Podél předních nosníků střední části křídla letounu typu DB-4, v oblasti mezi trupem a motorovými gondolami, se navíc nacházely nevelké vodní chladiče, které sloužily k chlazení vzduchu vháněného turbokompresorem do karburátoru. Palivové nádrže byly umístěny v trupu a mezi oběma nosníky střední i obou vnějších částí křídla. Obrannou výzbroj prototypy letounu typu DB-4 sdílely se svým předchůdcem v podobě letounu typu DB-3F bez změn. Obranná výzbroj zmíněných strojů se tedy sestávala ze tří pohyblivých 7,62 mm kulometů typu ŠKAS, které byly instalovány, po jednom, v příďovém, hřbetním a břišním střelišti. U sériových strojů se ale počítalo s instalací zdvojeného kulometu toho samého typu ve hřbetní střelecké věži. Na základě zkušeností, které se podařilo nastřádat v průběhu nasazení letounů typu DB-3 v tzv. Zimní válce s Finskem, byla posádka letounu typu DB-4 rozšířena o dalšího, čtvrtého, člena. Ten přitom zajišťoval obsluhu břišního střeliště. U letounu typu DB-3, jehož posádka se sestávala ze tří osob, přitom břišní střeliště obsluhoval radista-střelec, který měl současně na starosti hřbetní střeleckou věž. První prototyp letounu typu DB-4 byl opatřen jednoduchou SOP a byl dokončen dne 23. srpna 1940. Rolovací zkoušky zmíněného stroje se rozeběhly dne 8. října toho samého roku. Do oblak se první prototyp letounu typu DB-4 napoprvé vydal dne 15. října 1940. Zatímco rolovací zkoušky tohoto stroje se obešly bez problémů, v průběhu letových zkoušek vypluly napovrch některé nedostatky. Jedním z nich byla nedostatečná cestovní stabilita, zejména při nízkých rychlostech. Druhým zásadním nedostatkem letounu typu DB-4 byla nedostatečná tuhost trupu. Nedostatečná tuhost skořepinového trupu tohoto stroje byla přitom důsledkem toho, že měl otvor pumovnice značné rozměry. To se projevovalo zejména při prudších manévrech, a to kroucením trupu a silnými vibracemi. Na to konstrukční tým S.V. Iljušina zareagoval zvětšením plochy SOP a zesílením konstrukce trupu. Konstrukce trupu letounu typu DB-4 byla konkrétně zesílena za pomoci čtyř vysoce pevných podélníků s profilem ve tvaru písmene „U“. Zmíněné podélníky byly přitom připevněny, po dvou, k  potahu obou boků trupu. Krátce nato, v závěru listopadu roku 1940, byl dokončen též druhý letový prototyp letounu typu DB-4. Zmíněný stroj byl opatřen zdvojenou SOP a k závodním zkouškám byl odevzdán dne 17. prosince toho samého roku. Do oblak se přitom druhý prototyp letounu typu DB-4 napoprvé vydal dne 20. února 1941. Letové zkoušky tohoto stroje se ale nakonec omezily jen na několik málo letů. Důvodem toho byly problémy s motory typu AM-37. Zmíněný motor byl totiž, stejně jako motor typu M-120, značně nespolehlivý. Díky tomu bylo zkušební program obou dvou prototypů letounu typu DB-4 nutné často přerušovat. Protože se problémy se spolehlivostí motoru typu AM-37 nedařilo vyřešit, jeho produkce byla již v roce 1941 zastavena. Díky tomu letoun typu DB-4 zůstal bez pohonné jednotky. V této souvislosti se do středu pozornosti S.V. Iljušina dostal 2 000 hp hvězdicový (vzduchem chlazený) dvouřadý 18-ti válec typu M-71 z dílny A.D. Švecova. Práce na projektu modifikace letounu typu DB-4 s instalací motorů typu M-71 se setkaly s oficiální zelenou. Dle předběžných výpočtů měl takto modifikovaný letoun typu DB-4 nehledě na větší průměr motorových gondol dosahovat, ve výšce 5 000 m, rychlosti 500 km/h. Vývoj modifikace tohoto stroje s instalací hvězdicových motorů typu M-71 ale nakonec nepřekročil projektové stádium. Do zastavení celého programu DB-4 se ale podařilo též provést testy zmenšeného modelu tohoto stroje ve verzi s motory typu M-71 a jednoduchou SOP v aerodynamickém tunelu institutu CAGI. Jedním z důvodů zastavení dalších prací na letounu typu DB-4 byla vytíženost OKB S.V. Iljušina s výrobou a dolaďováním bitevního letounu typu Il-2 (Bark) a dálkového bombardovacího letounu typu DB-3F/Il-4 (Bob) a vývojem těžkého bitevního letounu typu CKB-60. Dalším důvodem ztráty zájmu o letoun typu DB-4 bylo zahájení produkce dálkového bombardovacího letounu typu Jer-2 (DB-240) z dílny V.G. Jermolajeva. Prototyp zmíněného stroje totiž dosahoval rychlosti 500 km/h i požadovaného doletu se standardním pumovým nákladem, a to i přesto, že byl poháněn 1 100 hp vidlicovými 12-ti válci typu M-105. Letoun typu Jer-2 (DB-240) se ale nakonec, na rozdíl od Iljušinova letounu typu DB-3F/Il-4 (Bob), příliš nerozšířil. Sériové exempláře tohoto stroje totiž měly, díky nízkému výkonu motorů typu M-105, podobnou rychlost jako sériové DB-3F/Il-4 (Bob). Přitom nemohly, na rozdíl od letounů typu DB-3F/Il-4 (Bob), operovat z přífrontových polních letišť s krátkou VPD. Proti typu Jer-2 ale hovořily též nevalné výškové charakteristiky motorů typu M-105 a velmi náročná výroba. V říjnu roku 1941, kdy byla OKB S.V. Iljušina evakuována z Moskvy do Kujbyševa před rychle postupujícími německými vojsky, byly oba dva prototypy letounu typu DB-4, které právě tehdy postávaly na moskevském Centrálním letišti, zničeny. Do ukončení celého programu DB-4 se zkoušky prototypů tohoto stroje nepodařilo splnit v plném rozsahu. Díky tomu nebyly změřeny všechny jeho výkonnostní parametry. Sériové výroby se přitom nedočkal ani typ DB-102 (M-2) z dílny V.M. Mjasiščeva ani typ Tu-2D (103D) z dílny A.N. Tupoleva. Zkoušky prototypů letounu typu DB-102 (M-2) se totiž potýkaly, stejně jako zkoušky prototypů letounu typu DB-4, s nedostupností vhodných a zároveň dostatečně spolehlivých pohonných jednotek, zatímco první prototyp letounu typu Tu-2D (103D) se Tupolevovi nepodařilo dokončit dříve než v roce 1944, kdy již VVS o nový dálkový bombardovací letoun nejevilo zájem. Aby toho nebylo málo, tak v průběhu státních zkoušek vyplulo na povrch, že tento stroj má celou řadu nedostatků.

Verze:

DB-4 (1. prototyp) – prototypová modifikace letounu typu DB-4 s instalací jednoduché SOP v ose ocasní části trupu

DB-4 (2. prototyp) – prototypová modifikace letounu typu DB-4 s instalací zdvojené SOP na koncích VOP odlišné konstrukce

Vyrobeno:  dva prototypy

Uživatelé:  žádní

Posádka:   pilot, navigátor-bombometčík-střelec, radista-střelec a střelec

Pohon:      dva pístové motory typu Mikulin AM-37 s max. výkonem po 1 400 hp

Výzbroj:    jeden pohyblivý 7,62 mm kulomet typu ŠKAS se zásobou 500 nábojů, instalovaný v příďovém střelišti sloužícím k obraně přední polosféry před vzdušným napadením, jeden pohyblivý kulomet toho samého typu se zásobou 2 000 nábojů, instalovaný ve hřbetní střelecké věži typu MV-3 nacházející se na úrovni odtokové hrany křídla a sloužící k obraně zadní polosféry před vzdušným napadením, jeden pohyblivý kulomet toho samého typu se zásobou 500 nábojů, instalovaný v břišním výkyvném střelišti nacházejícím se za křídlem a sloužícím k obraně zadní polosféry před vzdušným napadením, a náklad pum do celkové hmotnosti 1 000 až 3 000 kg, přepravovaný v trupové pumovnici (10 pum typu FAB-100 o hmotnosti po 100 kg, 3 pumy typu FAB-250 o hmotnosti po 250 kg nebo 1 puma typu FAB-1000 o hmotnosti 1 000 kg) a na vnějších závěsnících