Не получился специальный самолет атаки и у других советских авиаконструкторов — у Д. Григоровича, создавшего легкий штурмовик ЛШ, у С. Кочергина и М. Гуревича, построивших тяжелый штурмовик ТШ-3. Опытным специалистам не удалось оптимально сочетать в конструкциях достаточно большую скорость полета, надежную защиту и мощное вооружение. ВИТ («воздушный истребитель танков») Н. Поликарпова, стартовавший в первый полет под управлением В. Чкалова, обладал слишком слабой броневой защитой. После многочисленных доделок работы над ВИТ-1 и ВИТ-2 прекратили. Та же участь постигла и опытные машины других советских и зарубежных конструкторов, пытавшихся создать специальный самолет-штурмовик.
Причина неудач крылась либо в чрезмерной уязвимости слабо защищенного самолета, либо в скверных летно-технических данных слишком тяжелой и «неаэродинамичной» машины. Броневые коробки, в которых пытались разместить экипаж и двигатель, получались угловатыми и неуклюжими: это был крепкий орешек для технологов и изготовителей.
Вот как сформулировал задачу сам создатель Ил-2 авиаконструктор Сергей Владимирович Ильюшин: «Возникла серьезная задача: с одной стороны, выбрать такой толщины броню, которая по своему весу не лишила бы самолет хороших маневренных и летных свойств, и, с другой,— нужно было, чтобы броня могла защитить самолет от массового огня малокалиберного оружия противника, то есть сделать самолет неуязвимым от огня винтовок, пулеметов и частично от малокалиберных пушек».
Словом, «грозная броня», хотя и должна была защитить штурмовик, не гарантировала полное отсутствие «ран». И чтобы они не оказались для машины смертельными, конструкцию следовало сделать максимально живучей. Требования выстроились в столбцы цифр. Время подумать и об общем виде нового самолета. Когда «закладывался» Ил, ни у кого уже не было сомнений, что быть ему монопланом, но не подкосным, как тяжелый штурмовик ТШ-3 С. Кочергина и М. Гуревича (1934 г.), а «чистым». Только аэродинамическое благородство очертаний даст машине требуемую скорость свыше 400 км/ч. Не последнюю роль играет двигатель. Подходящая для более чем 5-тонного самолета мощность у микулинского АМ-34. Мотор один — так его легче и надежнее прикрыть броней. К тому же сравнительно небольшую двухмоторную машину с одним подбитым двигателем трудно довести до своего аэродрома — так сильно ее стремление развернуться. Есть еще обстоятельство в пользу одного мотора — массовая, выпускаемая в тысячах экземпляров машина требует столько же двигателей. Оснастив Ил-2 одним АМ-34 (серийный вариант с АМ-38), Ильюшин сэкономил для страны десятки тысяч моторов. Главное, в чем Ил-2 продолжил эволюцию советских штурмовиков 30-х годов,— бронекоробка, защищавшая всю носовую часть самолета. Броня Ила была не просто латами - скелетом! Она работала, несла нагрузку, играла активную роль. К ней, а не набору из стрингеров и лонжеронов, крепились крыло, двигатель, оборудование. Только в отличие от плоских панелей ТШ-3 броню Ил-2 сделали разной толщины. А в носовой части она перестала быть коробкой в буквальном смысле этого слова и приобрела удобообтекаемую форму.
Иной стала к началу Великой Отечественной войны и сама броня. Благодаря фундаментальным теоретическим и экспериментальным работам ученых ВИАМ Сергея Тимофеевича Кишкина (впоследствии академика) и Николая Митрофановича Склярова (впоследствии доктора наук, профессора) броня приобрела невиданную до тех пор прочность. Исследователи проанализировали, как взаимодействуют между собой броня и пуля и снаряды авиационного оружия. Встретив на своем пути броню обычного типа, снаряд внедряется в нее и полностью теряет скорость. Практически вся кинетическая энергия «болванки» расходуется на пластическую деформацию стали. Для пуль калибра 7,62 и 12,7 мм длина пути до остановки в броне типа судовой составляла 15—35 мм. При такой толщине вес квадратного метра брони достигал 120—280 кг. Для авиации слишком тяжелая ноша. По мысли С. Кишкина и Н. Склярова, кинетическую энергию пули следовало расходовать не на деформацию преграды, а главным образом на разрушение самой пули. Как же заставить разлететься на куски бронебойный сердечник пули или снаряда? Если, например, перед ударом о броню пуля встречает на пути обыкновенный карандаш из мягкого дерева то она теряет устойчивость и начинает кувыркаться. О броню она ударяется не острием, а плашмя. Чтобы остановиться, «завязнуть» в преграде, ей нужно пройти в стали уже не 15, а 5 мм. Пронизав тонкий (3 мм) лист высокотвердой стали, сердечник пули разваливается на куски из-за несимметричности контуров пробоины. На основе исследований металлурги дали авиаконструкторам высокопрочные и легкие броневые системы. От удара о твердую поверхность так называемой гетерогенной брони бронебойный сердечник дробился на части в первые же микросекунды контакта. Экранированная броневая система состояла из двух раздельных плит. Ударившись о первую, снаряд терял устойчивость. Затем под некоторым углом встречался со второй плитой из высокопрочной, но достаточно пластичной брони. Из-за сильного изгибающего момента сердечник ломался. Пластичная плита деформировалась и продлевала время соударения настолько, чтобы осколки рикошетировали, не причинив вреда защищенным бронею агрегатам самолета. Экранированная защита штурмовика Ил-10 «держала» даже 20-мм снаряды.
К началу Великой Отечественной войны был готов для Ил-2 еще один составной «элемент» — авиационная пушка ВЯ конструкции А. Волкова и С. Ярцева. 23-мм орудие весило 66 кг и при скорострельности 600 выстр./м придавало 200-граммовому снаряду начальную скорость в 900 м/с. Сравните эти данные с технической характеристикой немецких авиапушек MG-151 и МК-101, составлявших вооружение Хенкеля-129, фашистского истребителя танков: 20-мм MG-151 весила 42 кг. 90-граммовые снаряды — вдвое легче, чем у ВЯ,— выбрасывались пушкой со скоростью всего 780 м/сек. Скорострельность — 700 выстр./м. МК-101 калибром 37 мм «тянула» на добрые 150 кг и выпускала 200 снарядов в минуту, весивших по 330 г.
С 1943 года ильюшинский штурмовик перевооружили. Вместо двух крыльевых пушек ВЯ Ил-2 оснастили двумя 37-мм подкрыльевыми орудиями НС-37 (конструкторы А. Нудельман, А. Суранов, Г. Жирных, Е. Неменов, С. Лунин, М. Бундин). При таком же, как у немецкой пушки МК-101, весе НС-37 стреляла 735-граммовыми снарядами. Ни одно авиационное орудие такого калибра, состоявшее на вооружении вражеской и союзной авиации, не приблизилось по своим параметрам к советскому. Отлично защищенный от огня с земли и от нападения сверху — атаки истребителей отбивал стрелок позади летчика — штурмовик быстро стал незаменимым самолетом авиационной поддержки войск. Илы вылетали даже в самую непогоду, когда бомбардировщики оставались на аэродроме. Штурмовики взяли на себя основную тяжесть авиационной помощи наземным войскам во время Сталинградской операции.
Учтя этот опыт, советское командование заранее рассчитывало на штурмовые авиаполки и при подготовке битвы на Курской дуге. В том же 1943 году каждый третий самолет, выпущенный нашей авиапромышленностью, был Ил-2. К 1944 году их доля в советской боевой авиации выросла до 30%, в то время как бомбардировщики составляли 25%.
Вот как Главный маршал авиации А. Новиков описывает «работу» советских штурмовиков во время боев на Карельском перешейке (лето 1944 года): «Ил-2 устремились на господствовавшую высоту — ключевую позицию укрепленного района. Илы ходили в атаку в лоб, едва не цепляясь плоскостями за верхушки елей и сосен. Иного выхода не было: низкая облачность и неважная видимость прижимали самолеты к самой сопке, и летчики бомбили позиции врага на очень рискованном маневре — на выходе из пикирования. Только так можно было избежать поражения от собственных бомб и реактивных снарядов. А зенитчики противника буквально неистовствовали, и Ил-2 выходили из атак с иссеченными плоскостями и дырами в фюзеляже. Но летчики выдерживали все: и кинжальный лобовой огонь зенитных установок, и страшные перегрузки, от которых темнело в глазах. Шесть часов подряд штурмовики долбили Кутерселькя. Шесть часов подряд летчики не вылезали из кабин. И никаких пауз, никакой передышки. Не успевал самолет приземлиться, как его снова заправляли горючим, вооружали бомбами и эресами (РС - реактивный снаряд) и отправляли на боевое задание. Одна волна Ил-2 сменяла другую...»
Что же немцы? Неужели они, располагавшие огромным промышленным потенциалом, мощными КБ, талантливыми специалистами, не могли создать хорошую штурмовую машину? Гитлеровцев подвела авантюристическая ставка на блицкриг, который они намеревались выиграть тем же оружием, что сокрушило пол-Европы. «Несомненно, что высокомерное самонадеянное командование вермахта,— пишет бывший сотрудник разведывательного управления штаба ВВС Великобритании Эшер Ли,— в начале войны считало, что немецкие мобильные бронетанковые дивизии и эскадрильи пикирующих бомбардировщиков Ju-87 «Штука» (прозванных в нашей армии «лаптежниками» из-за обтекателей неубирающихся шасси), всегда будут только наступать, и поэтому не потребуется специальных самолетов для борьбы с танками противника. Однако на более позднем этапе войны против СССР немцы создали так называемый самолет-истребитель танков. Это был двухмоторный самолет Хеншель-129, вооруженный 30-мм пушкой. Моторы французского производства, установленные на этом самолете, не всегда работали удовлетворительно. Пушка действовала неважно, и завоеванное русскими в 1943 году подавляющее местное превосходство в воздухе удерживалось ими до конца войны, не позволяло немцам использовать этот самолет на советско-германском фронте».