Tupolev TB-3

Tupolev TB-3 (russisk:Тяжёлый Бомбардировщик), Tyazholy Bombardirovschik, tungt bombefly, sivil betegnelse ANT-6) var et tungt bombefly i Sovjets luftforsvar på 1930-tallet og under andre verdenskrig. Det hadde verdens første selvbærende vinger, og var utstyrt med fire motorer. Til tross for at flyet var utdatert og offisielt tatt ut av tjeneste i 1939, ble TB-3 brukt til bombetokter og som transportfly under krigen. TB-3 ble brukt også som moderfly for jagere i Zvenoprosjektet, samt til transport av lette panservogner.

Utvikling
I 1925 kontaktet det sovjetiske luftforsvaret luftfartsinstituttet TsAGI og anmodet om konstruksjon av et tungt bombefly med motorytelse på totalt 2 000 hestekrefter, og landingsunderstell bestående av enten hjul eller flottører. Tupolev OKB startet konstruksjonsarbeidet i sommeren 1926, detaljarbeidet ble overlatt til Vladimir Petlyakov i AGOS (Aviatsiya, gidroaviatsiya i opytnoye stroitel´stvo, flygning, sjøflygning og eksperimentell konstruksjon). Luftforsvaret ville ikke prioritere prosjektet, så Petlyakov fortsatte arbeidet på ANT-4 før kan man gå over til det planlagte prosjektet. Etter hvert som ANT-4 prosjektet tok form og settes i produksjon, ble erfaringene overført til ANT-6, og dette var mulig først etter det ble ledig i fabrikkverkene. Byggingen av prototypen begynte i november 1928. Den endelige designen på ANT-6 ble fastslått i 1929, deretter kunne ferdigarbeidet på prototypen starte i fabrikken GAZ-22.

Tupolev ANT-4 ble brukt som basis for konstruksjonen. Flyet ble opprinnelig drevet av fire Curtiss V-1550 Conqueror 12-sylindres V-motorer som genererte 600 hestekrefter hver, med intensjon om å bytte til Mikulin M-17 (modifisert BMW VI) i produksjonen. De tyskproduserte flymotorene som hadde vært importert fra Tyskland, var sterkt plaget med motortrøbbel så man for sikkerhetens skyld kjøpt et antall amerikanskbygde motorer fra Curtiss i 1929. En motorløs modell ble bygd, og den ble godkjent 21. mars 1930.  Den første prototype var ferdig 31. oktober 1930. Jomfruturen ble foretatt 22. desember 1930 med Mikhail Gromov bak spakene, og med ski-understell. På tross av at flyet nesten havarerte på grunn av vibrasjoner, ble testflygningen betegnet som en suksess Den 20. februar 1931 beordret det sovjetiske flyvåpenet masseproduksjon av ANT-6 med M-17-motorer. Dermed ble prototypen returnert til GAZ-22 for å bytte motorene og få mindre endringer i sin konstruksjon samt et nytt understell med hjul.

Prototypen ble utstyrt med BMW VIz 500 motorer som ytte 720 hk hver, større  radiatorer, og faste (ikke vribare), trepropeller konstruert av TsAGI. Enkelt hjulunderstell ble ansett for svakt og ble erstattet med tandem boggier med 1,350×300 mm dekk. Den første pre-produserte TB-3-4M-17 fløy 4. januar 1932 med A. B. Yumashev og I. F. Petrov ved spakene. Uventet ble etterfølgende masse-produserte fly funnet 10–12% tyngre enn prototypen, noe som i stor grad var et hinder for ytelsen. Forskjellen ble oppdaget i for høye positive toleranser i råmaterialet som resulterte i at stålplater, rør og wire ble mye tykkere enn på de omhyggelige bygde prototyper. Dette skyldes avgjørelsen i september 1931 om å skifte fra importerte stål til hjemlagde stål som ikke var så herdet i sammenligning. Flyet ble også malt med et tykt lag kamuflasjemaling og lakk. TsAGI som lansert et vektbesparingsprosjekt, spurte arbeiderne om forslag til vektbesparelse og betalte 100 rubler for hvert kilogram fjernet fra flyet. I kombinasjon med OKB's anstrengelser resulterte dette i en vektbesparelse på nesten 1 000 kg. Tross dette, produserte fly kunne ha opptil flere hundre kilo i vektforskjell. Dermed vil man rette på dette med nyere og kraftigere motorer av type M-34.

I 1933 ble en eneste TB-3-4M-17F strømlinjeformet med fjerning av maskingevær og bombeluker. Tildekking av alle åpninger og montering av hjul med hjulskjermer. Dette resulterte i 4,5% økning av topphastigheten, og tilsvarende rekkevidde. Tupolev konkluderte med at strømlinje var en minimal fordel for store og langsomme fly. For å studere effekten av korrugerte overflater ble en enkel TB-3-4AM-34R i januar-februar 1935 dekket med korrugert materiale. Dette resulterte i en 5,5% økning i topphastigheten og om lag 27,5% økning i høyden. Det samme fly demonstrerte en betydelig økning i klatrefart da den ble utstyrt med eksperimentelle fire-bladede propeller.
 Rekordflygning
 TB-3-4M-34R satte en rekord på 18 timer og 30 minutter i luften.
 TB-3-4AM-34FRN med A. B. Yumashev i cockpit satte flere last-til-høyderekorder:
 11. september 1936 – 5 000 kg til 8 116 meter, forbedret til 8 980 m den 28. oktober.
 16. september 1936 – 10 000 kg til 6 605 m
 20. September 1936 – 12 000 kg til 2 700 m

Konstruksjon 

TB-3 var et hel-metall fly i stålkonstruksjon, en konstruksjon fra Andrei Tupolev's designbyrå basert på 1918 og senere hel-metall fly bygget av Hugo Junkers. Rammen bestod av V-bjelker kledd med korrugerte plater, 0.3 til 0.8 mm tykkelse. Korrugeringen var 13 mm dyp og 50 mm avstand. Cantilever-vingen ble støttet av fire stag. I 1934, takket være utviklingen i High speed stållegeringer ble vingespennet økt fra 39,5 til 41,85 meter med tilsvarende økning i vingearealet. Hvilken som helst del på flyet kunne det gås på med myke sko uten å skade overflaten og vingens forkant hellet nedover og dannet en gangvei for vedlikehold av motorene. Rorene ble aktivert med kabler. Fastunderstell uten bremser. Drivstofftankene hadde ingen brann- eller lekasjebeskyttelse, selv om motorene hadde et internt brannslukkesystem. M-17 var trimmet til å gi maksimal teoretisk rekkevidde på 3 250 km uten tennplugg- eller forgasser problemer.

Motorene
Prototypen hadde sin jomfrutur med amerikanskbygde motor av type Curtiss V-1550 Conqueror, V-motorer med tolv sylindre med en ytelseskraft på 600 hestekrefter. De tyskbygde BMW VI motorene som også var av samme type som væskekjølte V-rekkemotor, var blitt introdusert for det sovjetiske flyvåpenet som så stor potensialitet i den nye og avanserte flymotoren som hadde bedre ytelsesevne, gjennom ANT-4 som flyr for første gang med BMW VI i juni 1928. Da hadde man tatt avgjørelsen om lisensproduksjon av BMW VI. I mellomtiden måtte motorene kjøpes fra Tyskland, og det oppsto alvorlige problemer i motorpålitelighet som fulgt til beslutningen i 1929 om å finne en mulig erstatning. Andrej Tupolev var bekymret over muligheten om at motortrøblene kan forsinke bombeflyprosjektet, og dro i spissen for en delegasjon til USA hvor de kjøpt et antall motorer fra Curtiss.

Den amerikanske motoren hadde en ytelseskraft på 600 hestekrefter, noe mindre enn BMW VI 6,3 som skulle produseres på lisens som M-17 med 640 hestekrefter. Etter de første flygningene ble prototypen returnert til GAZ-22 for montering av BMW VI 7,3 som hadde større ytelsesevne på 750 hestekrefter. Som fryktet ble etterfølgende flygningene hjemsøkt med motortrøbbel, men det påvirket ikke prosjektet som fortsatte gjennom året 1931. Først i november 1932 ble den første Mikulin-motor av type M-17F montert på TB-3 flyet (nr. 3901) i GAZ-39 fabrikken. Den nye motoren hadde en ytelsesevne på 715 hestekrefter på 1,665 omdreininger per minutt ved avgang og 450 hk i cruisehastighet. Ettersom vektproblemer ved at TB-3-4M-17F ikke hadde lik tomvekt fra fly til fly, nr. 3901 hadde over 900 kg mer enn førserievarianten - var ikke M-17 motorene kraftig nok.

Etter hvert ble de fleste problemer med M-17F identifisert og løst, og dette resulterte i den nye varianten M-34 hos TsIAM (Sentralinstitutt for flymotorer) med motoringeniør Aleksander Mikulin som oppfinner. M-34 hadde en ytelseskraft på 840 hk ved avgang og dermed gav marginale forbedringer som allikevel var tilstrekkelig for flytypen. Klatreevnen improviseres fra 29 minutter per 3 000 m til 17,6 minutter, og topphastigheten kom opp fra 196 km/t til 211 km/t. Dermed var avgjørelsen tatt, samtidige fly i produksjon skiftes om til TB-3-4M-34R, «R» står for Reduktor, dvs. girert motor. Tre år senere, 1936, kom den neste varianten, M-34RN, «N» står for Nagnetatelny, turbo, med en ytelseskraft på 970 hk ved avgang og 840 hk i cruisehastighet etter to års utvikling hvor man hamret ut de fleste problemene. Den første produksjonsmodell flyr i begynnelsen av året 1936 med en topphastighet på 288 km/t og tjenestehøyde på 7 740 m.

M-34 motoren ble utsatt for spesialimprovisering i forbindelse med spesielle oppdrag som rekordflygning, og en ny variant, M-34FRN, var utviklet med en ytelseskraft på 900 hk, senere overgått med M-34FRNV som oppnådde 1 200 hk i prestasjonskraft. «F» står for Forsirovanny, økt kraft, mens «V» står for Vysota, høyde. I 1936 ble et enslig TB-3-4M34FRNV modifisert med TK-1 turbokompressor, to for hver motor. Prosjektet ble avblåst ettersom turbokompressorene var meget temperamentalt i drift.

Besetning
Den første produksjonsmodellen av ANT-6 hadde setearrangement for en besetning på sju; to observatører forut i neseseksjonen, den til babord tok for seg navigasjonsarbeid mens den til styrbord opererte bombesikteutstyret, pilot og co-pilot i en åpen cockpit, en maskinist med ansvar for drivstofftanksystemet og motorsystemene og to skyttere med hver sitt våpen montert på en stor åpning øverst i flykroppen. De samme skytterne kan også betjene de to nedtrekkbare skyttertårnene i vingespennet.

Varianten TB-3-4M-34R var modifisert med en skytterposisjon i halen lik under halefinnen for en ekstra skytter, og dermed ble besetningen på produksjonsmodellen av denne varianten forstørret til 11 mann.

Bevæpning
TB-3 bombeflyet hadde forsvarsevne på opptil åtte 7,62mm DA maskingevær fordelt på neseskytterposisjonen med en Tur-6 scraff-ring, to aktre skytterposisjoner med hver sin Tur-5 schraff-ring på øvre flykropp lik bak vingeseksjonen, vendt mot babord og styrbord med tvillingsmaskingevær hver, og to trekkbare skyttertårn mellom motorgondolene i vingespennet, med et enkelt maskingevær hver. Under flygning vil skytterne trekke sine tårnene ut i undervingen. Når ikke i bruk, skulle skytterne observere drivstoffmålerne i vingeseksjonen og kan dumpe skyttertårnene i nødsfall. Etter TB-3-4M-34R kom i produksjon, ble standardbevæpningen oppgradert ved å skifte ut DA maskingeværene med PV-1 mitraljøser basert på Maxim mitraljøsevåpenet, i alt var ti stykker montert på flyet. TB-3-4M-34RN som kom i produksjon i 1936, modifiseres i tråd med erfaringer og bedre bevæpning. De to trekkbare skyttertårnene i vingespennet ble fjernet, og Tur-8 lukkede skyttertårn ble montert i nesen og akterkroppen med kun en 7,62mm ShKAS maskingevær som hadde større skuddtakt på 1,800 skudd per minutt.

Bomberommet lå sentralt i flykroppen mellom andre og tredje vingebjelke mellom vingene, med plass for 28 50-kgs, 82-kgs og 100-kgs bomber, men våpenfester kan monteres på undersiden av flykroppen og vingespennet. Opptil åtte våpenfester som kan bære 250-kgs, 500-kgs og 1 000 kgs bomber, festes sentralt under flykroppen mens fire våpenfester kan bære en 250-kgs bombe hver under vingespennet. TB-3-4M-17F fra 1933 hadde enten en last på 2 000 kg eller 4 000 kg med 250-kgs og 500-kgs bomber, men hadde 1 000-kgs bomber på utsiden. I 1933 ble den større FAB-2000SV på 2 tonn vekt utviklet med basis i FAB-1000SV, og fram til Petlyakov Pe-8 kom i tjeneste, var TB-3 det eneste flyet som kunne frakte dette våpenet.

TB-3 var involvert i forskjellige eksperimenter i løpet av sin karriere, blant annet for test av forskjellige form av bevæpning. Luftfartøyingeniør Pavel Ignatyevich Grokhovskii startet et prosjekt med et TB-3-4M-17 i 1934, da dette ble ombygd for å fungere som et flygende kanonskyts med en 76mm kanon M1927 montert under flykroppen. I det neste året ble flyet ombygd med to ekstra 76mm kanoner i hver vinge og en ny 76mm kanon med lang løp som var tatt fra et luftvernskyts, dypere inn i flykroppen som fikk forkortet nese hvor munningen stakk ut. Under testingene vist det seg at man ikke hadde god treffsikkerhet selv med samtidige tre kanoner.

Etter TB-3 bombeflyene hadde blitt utdatert og deretter reserverte for andre oppdrag som transport og fallskjermtransport, hadde man flere ledige fly til overs etter krigsutbruddet i 1941 mellom aksemaktene og Sovjetunionen. Ingeniøroberst V. Kravets kom på ideen om å bruke TB-3 som flygende bombe, og tok fatt på dette prosjektet sammen med A. G. Fedorov. Ideen var å la piloten flyr flyet opp i luften hvor det skulle fjernstyres med radiokontroll av et SB bombefly, og dermed vil det ubemannede flyet flyr mot sitt mål. Lasten besto av 6 200 kg sprengstoff i selve flykroppen. Testflygningene var lovende, så det var sendt ut tre TB-3 fly i høsten 1942, men bare et nådde sitt mål. Vanskene med å få flyene fram til sine målene var for stor, og prosjektet ble avblåst.

I tillegg til bombevåpen og maskingeværbevæpning var TB-3 bombeflyene også utrustet med spesialutstyr som tillatt bruk av kjemiske stridsmidler som giftgass. Flere poder med giftgassbeholdere av type VAP-1000 kan monteres på utsiden under flykroppen.

Operativ historie 

TB-3 ble brukt under slaget ved Khalkhin Gol mot Japan og i Vinterkrigen mot Finland. Selv om den offisielt var trukket fra tjeneste i 1939 ved begynnelsen på den store patriotiske krig den 22. juni 1941, hadde Sovjets flyvåpen 516 operative TB-3 med ytterligere 25 operert av den russiske marine. Stasjonert fjernt fra USSR's vestlige front, unngikk ТB-3nkatastrofale tap under de første tyske luftangrep. Senere begynte TB-3 fra 3. TBAP (Heavy Bomber Regiment) å utføre nattbombing fra 23. juni. Mangel på kampklare fly krevde også bruk av TB-3 uten jagereskorte og i denne rolle opererte bombeflyene i lav til middels høyder, led store tap mot fiendens jagerfly og antiluftskyts. I august 1941 utgjorde TB-3 25% av Soviets bombestyrker og ble operert av eliten av mannskaper som fløy opp til tre kampoppdrag hver natt. Flyene deltok i alle store kamper gjennom 1943, inklusive slaget om Smolensk, slaget om Moskva, slaget om Stalingrad, beleiringen av Leningrad og  slaget om Kursk. Den 1. juli 1945 hadde 18. Air Army fremdeles ti TB-3s i aktiv tjeneste.

TB-3 ble i utstrakt grad brukt til transport av frakt og fallskjermsoldater, kunne transportere opp til 35 soldater i denne rollen. I løpet av krigens fem første måneder transporterte flyene 2 797 tonn last og  2 300 personell.

TB-3 ble også brukt i flere spesielle  prosjekter som jagernes mothership i Zveno prosjektet og for transport av T-27, T-37, and T-38 stridsvogner. Den 1. august 1941 ble et par TB-3 i Zveno-SPB konfigurert, hver med Polikarpov I-16 jagerfly som fraktet 250 kg bomber og  ødela et oljedepot uten tap i Constanțas havn, Romania. Den 11. august og 13. august 1941 skadet Zveno-SPB med hell King Carol I Bridge over Donau i Romania.

I anerkjennelse av den role TB-3 spillte under krigen deltok tre i den første etterkrigs  luftparade den 18. juni 1945.

Variantene

Source: Shavrov
TB-3-4M-17F
Den første produksjonsmodell, omlagt halvparten av alle TB-3 som var bygd.
TB-3-4M-34
Mikulin AM-34 motorer med nye radiatorer og oljekjøling, flere dusin bygd.
TB-3-4M-34R
Mikulin AM-34R motor med ny og bedre transmisjon som gir bedre ytelsesevne, ny skytterposisjon akterut for halefinnen, halehjul med hydrauliske brems, aerodynamiske improvisering på vingerotene og radiatorene, vindgeneratorer som kan trekkes inn og ut av flykroppen.
TB-3-4AM-34RD
En serie langavstands demonstrasjonsfly med strømlinjede flykropp og hjulbrems på understellet. Noen av flyene hadde enkelte hjul på understellet,  i diameter og metallpropeller med tre blader. Sendt ut på flygning til Warszawa, Paris, og Roma i 1933–1934.
TB-3-4AM-34RN
Variant for høydeflygning med AM-34RN motorer, propeller med fire blader på indre motorer og to blader på utevendte motorer på vingespennet,  enkelthjul i understellet, skyttertårnene oppgradert med ShKAS maskingeværer, topphastighet på  i , tjenestehøyde på . Testet i august-oktober 1935, men settes ikke i produksjonen ettersom TB-3 designen var ved å bli utdatert.
TB-3-4AM-34FRN/FRNV
AM-34FRN/FRNV motorer med større kraftytelse og firebladede propeller, med, aerodynamiske improvisering inkludert strømlinjede skyttertårn,  hjulunderstell med brems, topphastighet på .
TB-3D
Foreslåtte variant med Charomsky AN-1 dieselmotor på 750 PS (740 hp) and beregnet rekkevidde på 4,280 km (2,310 nm, 2,660 mi). Ikke kom i produksjon ettersom andre ytelseskarakteristikk var underlegent mot TB-3-4AM-34RN.
G-2
Retirerte TB-3 med M-17 and M-34 motor konvertert for fraktoppdrag på vegne av Aeroflot
ANT-6-4M-34R "Aviaarktika"
TB-3 modifisert for ekspedisjonen til Nordpolen i 1937 med lukket cockpit, enkelte  større hjuler i understellet, trebladede metallpropeller.

Operatører
 Kina
 Nationalist China Air Force
 USSR
 Aeroflot
 Soviet Air Force
 Soviet Naval Aviation

Ulykker og hendelser 
 Den 17.mars 1938 havarerte en Polyarnaya Aviatsiya G-2 (CCCP-N210) under landing i Bukhta Teplits. Tåke på bakken tvang mannskapet til å foreta en "go-around". Som et resultat av dårlig samarbeid . Fortsatte nedstigningen inntill en ski i understellet traff snøen, slet av understellet og forårsaket havariet. Alle syv ombord overlevde, men flyet måtte avskrives 
Den 14. mars 1941 steilet og havarerte en Aeroflot G-2 (CCCP-L1496) nær Begovat, Uzbekistan etter at piloten forsøkte å stige etter tap av høyde som var forårsaket av kraftig turbulens. Besteningen på seks omkom. Flyet opererte en fraktrute mellom Tashkent og Fergana. 
Den 27. august 1941 traff en Aeroflot G-2 (CCCP-L1996) en høyde nær Kizyl-Arvat, Turkmenistan under forsøk på nødlanding etter at besetningen mislykkedes i å finne landingsplassen. Seks av ni ombord omkom. Flyet opererte en Tashkent–Ashgabat fraktrute.
Den 26. desember 1941 havarerte en Aeroflot G-2 (CCCP-L3043) nær Dmitriyevka (nå Bayserke), Kazakhstan etter at flyet mistet høyde under en svingning. 26 av 34 ombord omkom. Flyet opererte en  Alma-Ata (nå Almaty)–Karaganda–Kazan passasjerrute med høytstående Kazakh parti og embetsmenn som oassasjerer. Dette havariet var det dødligste som involverte en G-2.
Den 29. deember 1941 havarerte en Aeroflot G-2 (CCCP-L2010) i Amu Darya-elven nær Chardzhou Airport etter at flyet mistet høyde på grunn av at piloten ble desorientert. Av 36 ombord omkom syv. Flyet opererte en Chardzhou–Urgench passasjerrute.

Spesifikasjoner (TB-3-4M-17F, 1934 model) 

Type: Firemotors monoplan tung bombefly/transportfly for militær benyttelse.

Dimensjoner
 Besetning: 4
 Lengde: 24,4 m.
 Vingespenn: 41,80 m.
 Høyde: 8,50 m.
 Vingeareal: 234,5 m2
 Vekt, tom: 11 200 kg.
 Vekt, lastet: 17,200 kg.
 Max takeoff vekt: 19 300 kg.

Ytelser
 Motor: 4 x Mikulin M-17V12. 705 Hk hver.
 Topphastighet: 212 km/t.
 Rekkevidde: 2 000 km
 Marsjhøyde: 4 800 m.
 Klatrefart: 1.25 m/s
 Vingebelastning: 73 kg/m²
 Tid til marsjhøyden: 5 min til 1 000 m.
 Takeoff strekning: 300 m
 Landing strekning: 330 m

Bevæpning
 5 til 8 x 7,62x54mm R DA maskingevær med 100 63-skudds magasiner
 Bombelast på opptil 2 000 kg.

Se også
 Tupolev TB-1
 Tupolev ANT-16
 Tupolev ANT-20

Referanser

Litteratur

 Duffy, Paul and Andrei Kandalov. Tupolev:The Man and His Aircraft. Shrewsbury, UK:Airlife Publishing, 1996. .
 Gordon, Yefim and Vladimir Rigmant. OKB Tupolev: A History of the Design Bureau and its Aircraft. Hinckley, Leicestershire, UK: Midland Counties Publishing, 2005. .
 Gunston, Bill. The Osprey Encyclopedia of Russian Aircraft from 1875 – 1995. London:Osprey Aerospace, 1995. .
 Kulikov Victor and Michael C. Masslov. Les Bombardiers Quadrimoteurs Sovjetiques Tupolev TB3 & Petkyakov PE8 (in French). Outreau, France: Lela Presse, 2001. .
 Shavrov V.B. Istoriia konstruktskii samoletov v SSSR do 1938 g. (3 izd.). Mashinostroenie, 1985. .
 Vanags-Baginskis, Alex. "Chronicle of the Remarkable ANT-6...Progenitor of Blackjack" Air Enthusiast Number 35, January–April 1988. Bromley, Kent, UK: Pilot Press . pp. 1–18.

Eksterne lenker 
 Tupolev TB-3

Fly fra andre verdenskrig
Bombefly
Firemotors propelldrevne luftfartøy
Tupolev-luftfartøy