Tupolev TB-3 (russisk: Тяжёлый бомбардировщик, Tyazholy Bombardirovschik, norsk: tungt bombefly; sivil betegnelse ANT-6) var et tungt bombefly brukt av Sovjets luftforsvar på 1930-tallet og under andre verdenskrig.
TB-3 var det første flyet i verden med selvbærende vinger (uten ytre stag eller støttestrukturer), og var utstyrt med fire motorer.
Selv om flyet var teknologisk utdatert og offisielt ble tatt ut av tjeneste i 1939, ble det fortsatt brukt til bombetokter og som transportfly under krigen. TB-3 ble også benyttet som moderfly for jagerfly i det eksperimentelle Zveno-prosjektet, 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. Landingsunderstellet skulle bestå av enten hjul eller flottører. Tupolev OKB startet konstruksjonsarbeidet sommeren 1926, og 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 man gikk over til det planlagte prosjektet. Etter hvert som ANT-4-prosjektet tok form og ble satt 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 ferdigstillelsen av prototypen starte i fabrikken GAZ-22.Gunston 1995, pp. 384–385.
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 hk hver,Duffy and Kandalov 1996, p.42. 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 kjøpte for sikkerhetens skyld et antall amerikanskbygde motorer fra Curtiss i 1929.Vanags-Baginskis, s.5. En motorløs modell ble bygd, og den ble godkjent 21. mars 1930. Den første prototypen ble 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 testflygingen 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.Gunston 1995, p.385.
Prototypen ble utstyrt med BMW VIz 500-motorer som ytte 720 hk hver, større radiatorer, og faste (ikke vridbare) 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 masseproduserte 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 prototypene. Dette skyldtes avgjørelsen fra september 1931 om å skifte fra importert stål til hjemmelaget stål som ikke var så herdet til sammenligning. Flyet ble også malt med et tykt lag kamuflasjemaling og lakk.Duffy and Kandalov 1996, p.43.Vanags-Baginskis, s. 7 TsAGI som lanserte et vektbesparingsprosjekt, spurte arbeiderne om forslag til vektbesparelse og betalte 100 rubler for hvert kilogram fjernet fra flyet. I kombinasjon med OKBs anstrengelser resulterte dette i en vektbesparelse på nesten 1 000 kg. Til tross for dette, kunne produserte fly ha opptil flere hundre kilo i vektforskjell. Dermed ville man rette på dette med nyere og kraftigere motorer av type M-34.Gunston 1995, p.386.
I 1933 ble en eneste TB-3-4M-17F strømlinjeformet ved fjerning av maskingevær og bombeluker. Den fikk 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 strømlinjeform 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 topphastighet og om lag 27,5 % økning i høyden. Det samme flyet demonstrerte en betydelig økning i klatrefart da det ble utstyrt med eksperimentelle fire-bladede propeller.Vanags-Baginskis, p.12. RekordflygningDuffy and Kandalov 1996, p.211. 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 miniatyr|TB-3 etter en nødlanding under Vinterkrigen i mars 1940. TB-3 var et hel-metall fly i stålkonstruksjon, en konstruksjon fra Andrei Tupolevs 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 m 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, og det hadde fastunderstell uten bremser. Drivstofftankene hadde ingen brann- eller lekkasjebeskyttelse selv om motorene hadde et internt brannslukkingsystem. M-17 var trimmet til å gi maksimal teoretisk rekkevidde på 3 250 km uten tennplugg- eller forgasserproblemer.
Motorene Prototypen hadde sin jomfrutur med en amerikanskbygd motor av type Curtiss V-1550 Conqueror, V-motorer med tolv sylindre med en yteevne på 600 hk. De tyskbygde BMW VI-motorene som også var av samme type som væskekjølte V-rekkemotorer, var blitt introdusert for det sovjetiske flyvåpenet som så stort potensial i den nye og avanserte flymotoren som hadde bedre yteevne gjennom ANT-4, som fløy 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 motorpåliteligheten som fulgte til beslutningen i 1929, om å finne en mulig erstatning. Andrej Tupolev var bekymret over muligheten om at motortrøblene kunne forsinke bombeflyprosjektet og dro i spissen for en delegasjon til USA, hvor de kjøpte et antall motorer fra Curtiss.Vanags-Baginski, s. 4-5
Den amerikanske motoren hadde en yteevne på 600 hk, noe mindre enn BMW VI 6,3 som skulle produseres på lisens som M-17 med 640 hk. Etter de første flygningene ble prototypen returnert til GAZ-22 for montering av BMW VI 7,3 som hadde større yteevne og var på 750 hk. Som fryktet ble de etterfølgende flygningene hjemsøkt av motortrøbbel, men det påvirket ikke prosjektet som fortsatte gjennom året 1931. Først i november 1932 ble den første Mikulin-motoren av type M-17F montert på TB-3 flyet (nr. 3901) i GAZ-39 fabrikken. Den nye motoren hadde en yteevne på 715 hk på 1 665 omdreininger per minutt ved avgang og 450 hk i cruisehastighet. Ettersom vektproblemene ved at TB-3-4M-17F ikke hadde lik tomvekt fra fly til fly – nr. 3901 hadde over 900 kg mer enn serievarianten før – var ikke M-17-motorene kraftige nok.
Etter hvert ble de fleste problemene 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 yteevne på 840 hk ved avgang og ga dermed marginale forbedringer som allikevel var tilstrekkelige for flytypen. Klatreevnen improvisertes 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, og samtlige fly i produksjon ble skiftet om til TB-3-4M-34R, «R» sto for Reduktor, dvs. girert motor.Vanags-Baginski, s. 11 Tre år senere, i 1936, kom den neste varianten, M-34RN. «N» sto for Nagnetatelny, turbo, med en yteevne på 970 hk ved avgang og 840 hk i cruisehastighet etter to års utvikling hvor man hamret ut de fleste problemene. Den første produksjonsmodellen fløy i begynnelsen av 1936 med en topphastighet på 288 km/t og en 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, ble utviklet med en yteevne 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.Vanags-Baginski, s. 15
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 hvert sitt våpen montert på en stor åpning øverst i flykroppen. De samme skytterne kunne også betjene de to nedtrekkbare skyttertårnene i vingespennet.Vanags-Baginski, s. 9
Varianten TB-3-4M-34R var modifisert med en skytterposisjon i halen like under halefinnen for en ekstra skytter, og dermed ble besetningen på produksjonsmodellen av denne varianten forstørret til 11 mann.Vanags-Baginski, s. 13
Bevæpning TB-3 bombeflyet hadde forsvarsevne på opptil åtte 7,62 mm DA maskingevær fordelt på neseskytterposisjonen med en Tur-6 scraff-ring, to akter skytterposisjoner med hver sin Tur-5 schraff-ring på øvre flykropp like bak vingeseksjonen, vendt mot babord og styrbord med tvillingmaskingevær hver, og to trekkbare skyttertårn mellom motorgondolene i vingespennet, med et enkelt maskingevær hver. Under flygning ville skytterne trekke tårnene sine ut i undervingen. Når de ikke var i bruk, skulle skytterne observere drivstoffmålerne i vingeseksjonen og kunne dumpe skyttertårnene i nødsfall.Vanags-Baginskis, s.10. 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, ble modifisert 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 7,62 mm ShKAS maskingevær som hadde større skuddtakt på 1 800 skudd per minutt.Vanags-Baginski, s. 14