Ý tưởng về một loại máy bay tấn công mặt đất có giáp bảo hộ của Xô viết đã xuất hiện ngay từ thập niên 1930 khi Dmitry Pavlovich Grigorovich thiết kế chiếc TSh-1 và TSh-2 hai tầng cánh có giáp bảo vệ. Tuy nhiên, các động cơ Xô viết thời kỳ ấy không đủ công suất cần thiết để giúp chiếc máy bay nặng nề này có thể hoạt động tốt.

Giai đoạn sản xuất bắt đầu năm 1941 với tên gọi Il-2, và 249 chiếc đã được chế tạo ở thời điểm Phát xít Đức xâm lược Liên bang Xô viết ngày 22 tháng 6 năm 1941.

Những thay đổi sau này gồm cải tiến khí động học, sử dụng tấm cánh bên ngoài bằng gỗ thay cho kim loại để tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu. Năm 1943, chiếc IL-2 Kiểu 3 hay Il-2M3 xuất hiện với kiểu cánh được thiết kế lại nghiêng chéo phía sau 15 độ. Tính năng thao diễn và điều khiển tăng lên nhiều và đây đã trở thành phiên bản thường thấy nhất của Il-2. Một biến thể sử dụng động cơ xuyên tâm của Il-2 với động cơ Shvetsov ASh-82 đã được đệ trình năm 1942 nhằm giải quyết tình trạng thiếu động cơ Mikulin. Tuy nhiên, ASh-82 cũng được dùng trên loại máy bay Lavochkin La-5 mới và sử dụng được tất cả các loại động cơ của phòng thiết kế Lavochkin. Máy bay tấn công mặt đất sử dụng động cơ xuyên tâm Sukhoi Su-2 đã được chế tạo với số lượng nhỏ, nhưng nói chung bị coi là không thích hợp và không đủ khả năng thao diễn cũng như không được bảo vệ tốt. Pháo phòng không Xô viết thường nhầm Su-2 với máy bay Đức, và thường dẫn tới hậu quả nghiêm trọng.

Vỏ giáp

Chiếc Il-2 được Sergey Ilyushin và đội của ông thiết kế tại Phòng thiết kế trung ương năm 1938. TsKB-55 là chiếc máy bay hai chỗ ngồi với lớp vỏ giáp nặng 700 kg (1.540 lb), bảo vệ phi công, động cơ, bộ tản nhiệt, và thùng nhiên liệu.

Trọng lượng rỗng của Ilyushin hơn 4.500 kg (gần 10.000 lb), lớp vỏ giáp nặng 700 kg, chiếm khoảng 15% tổng trọng lượng máy bay. Nguyên mẫu, cất cánh lần đầu ngày 30 tháng 12 năm 1939, đã chiến thắng trong cuộc cạnh tranh cấp chính phủ trước chiếc Sukhoi Su-6 và nhận được tên định danh VVS BSh-2. Tuy nhiên, BSh-2 cuối cùng bị từ chối nhường chỗ cho bản thiết kế một chỗ ngồi nhẹ hơn là TsKB-57, chiếc máy bay này cất cánh ngày 12 tháng 10 năm 1940. Động cơ Mikulin AM-35 1.370 sức ngựa (1.022 kW) nguyên bản tỏ ra quá yếu và đã được thay thế bằng động cơ 1.680 sức ngựa (1.254 kW) Mikulin AM-38 trước khi chiếc máy bay đi vào giai đoạn sản xuất.

Do được sử dụng để bay thấp và bổ nhào tấn công các mục tiêu trên mặt đất nên Il-2 sẽ phải hứng chịu rất nhiều hỏa lực phòng không, nhất là súng bộ binh, súng đại liên và pháo cao xạ. Vì vậy, một số phần trên máy bay được bọc thêm lớp vỏ giáp chống đạn nặng 700 kg (bảo vệ buồng lái, động cơ, bộ tản nhiệt, thùng nhiên liệu) để tăng khả năng sống sót. Lớp giáp bọc kín động cơ cùng buồng lái của IL-2 dày 5-12 mm, có khả năng chống lại các loại đạn súng máy. Trong hồi ký của mình, Anh hùng Liên Xô, phi công từng lái Il-2, Valentin Averianov viết rằng: “Bất chấp thực tế rằng vỏ giáp máy bay không được thiết kế để chống lại các loại đạn từ 20mm trở lên, nó vẫn đủ sức làm chệch hướng nhiều viên đạn loại này”.

Các kỹ sư Liên Xô còn chế tạo một lớp vỏ bằng chất liệu tổng hợp đặc biệt để bảo vệ phần đuôi của Il-2. Khi đạn va chạm với lớp vỏ tổng hợp, lớp vỏ vỡ ra, khiến lính Đức tin rằng đã bắn thủng được máy bay, tuy nhiên lớp vỏ thép bên trong của Il-2 vẫn còn nguyên khiến nó hoàn toàn có khả năng tiếp tục chiến đấu. Điều này đã khiến quân Đức vô cùng ngạc nhiên, thậm chí cho rằng cường kích IL-2 của Liên Xô có khả năng "tự chữa lành vết thương", bởi rõ ràng lính Đức tận mắt chứng kiến vỏ máy bay vỡ ra, nhưng ngay lập tức lỗ thủng đã "liền lại". Lớp vỏ đặc biệt đó đã mang lại cho Il-2 một sức sống dẻo dai: Đã có hàng trăm chiếc Il-2 trở về sân bay với hàng chục vết đạn chi chít. Tuy nhiên nhờ lớp vỏ được thiết kế rời và nhẹ, chỉ trong một ngày, những người thợ máy Liên Xô có thể khẩn trương thay vỏ mới và vá lại mọi lỗ thủng, để hôm sau các chiến đấu cơ IL-2 lại lên đường làm nhiệm vụ.

Theo các chuyên gia quân sự của Aviations militaires, bên cạnh khả năng tấn công, IL-2 còn có năng lực tự phòng thủ, bảo vệ cực tốt trước các loại đạn pháo phòng không của đối phương, khiến nó trở thành mẫu cường kích tốt nhất thế giới thời đó xét về hiệu quả và giá thành sản xuất[5].

Vũ khí

Tuy Il-2 đã chứng tỏ là một loại vũ khí không đối đất uy lực, nhưng nó cũng phải chịu nhiều thiệt hại do các máy bay tiêm kích của địch. Vì thế, vào tháng 2 năm 1942, mẫu thiết kế hai chỗ ngồi được khôi phục. Chiếc IL-2M với một pháo thủ phía sau dưới vòm buồng lái kéo dài bắt đấu đi vào hoạt động tháng 9 năm 1942 và tất cả những chiếc một chỗ ngồi đều được sửa đổi theo phiên bản này. Pháo thủ phía sau có nhiệm vụ sử dụng một khẩu súng máy 12,7mm để phòng thủ nếu bị máy bay địch tấn công.

Ban đầu Il-2 mang pháo 20mm, sau thay thế bằng pháo 23mm, rồi đến đầu nằm 1943 là pháo NS-37 cỡ đạn 37x195mm. Pháo của IL-2 khá nguy hiểm với xe tăng, bởi nó chuyên bổ nhào để bắn vào nóc xe tăng, nơi có vỏ giáp mỏng nhất. Nóc xe tăng thời đó có độ dày trung bình 15-20mm thép, và không quá 30-40mm thép đối với xe tăng hạng nặng. Đạn AP-T cỡ 37mm có thể xuyên thủng lớp thép dày 40mm ở góc nghiêng 45 độ, hoặc lớp thép dày 48mm đặt vuông góc ở cự ly 500 mét, tức là đủ sức tiêu diệt cả xe tăng hạng nặng. Trong một cuộc thử nghiệm với pháo NS-37 nhắm bắn xe tăng, từ khoảng cách 300-400 mét, máy bay chiến đấu LaGG-3 bắn 35 phát và đạt 3 phát trúng đích, IL-2 bắn 55 phát và cũng đạt 3 phát trúng đích. Nhìn chung, trong cuộc chiến tranh, số xe tăng hạng nặng bị Liên Xô tiêu diệt với tỷ lệ đóng góp như sau: từ pháo binh 88-91%; từ mìn 4-8%; từ bom và pháo của máy bay 4-5%, mặc dù trong các hoạt động riêng biệt thì thành tích do hỏa lực máy bay đạt 10-15%.

Ngoài những vũ khí chính gồm pháo và rocket, từ năm 1943, Il-2 bắt đầu được trang bị bom mini PTAB (ПТАБ, viết tắt của Противотанковая Авиабомба, "bom chống tăng hàng không"). Trước trận Kursk, quân Đức đã chuẩn bị các xe tăng kiểu mới là Tiger I và Panther, có vỏ giáp chống chịu tốt với pháo chống tăng Liên Xô. Lãnh đạo Liên Xô là Stalin chợt nhớ tới có lần ông đã ủng hộ việc nghiên cứu chế tạo thuốc nổ A-IKH-2 và các thử nghiệm bom hàng không PTAB, nên ra lệnh: đến ngày 15 tháng 5, phải sản xuất được 800.000 quả bom như vậy. Gần 150 nhà máy Liên Xô tập trung vào việc thực hiện lệnh này và đã hoàn thành đúng thời hạn.

Bom PTAB có trọng lượng 1,5 kg, trong đó chứa 620 gram thuốc nổ, sử dụng liều nổ lõm có khả năng xuyên 70mm thép. Nó đặc biệt nguy hiểm do được ném vào từ trên cao xuống nóc xe tăng, nơi có vỏ giáp rất mỏng, không một loại xe tăng nào thời đó có giáp nóc xe chịu được PTAB. Khi không dùng để chống tăng, PTAB cũng có thể sử dụng để diệt bộ binh, xe vận tải và lô cốt. Theo thiết kế, IL-2 có khả năng mang theo tới 220 quả bom PTAB (trong 4 khoang chứa bom) hoặc trong 4 thùng chứa bom gắn ngoài (mỗi thùng 48 quả), nhưng trong thực tế có những tổ lái Il-2 đã tìm ra cách để mang tới 300 quả PTAB mỗi lần xuất kích. Khi sử dụng bom PTAB, một chiếc IL-2 có thể tấn công kiểu "ném bom rải thảm": khi bay ngang với tốc độ 360 km/h ở độ cao 200 mét, chỉ trong vài giây Il-2 có thể rải 200-300 quả bom tạo thành một vệt bom dài hơn 300 mét, trong vệt bom đó trung bình cứ 15m2 sẽ có một quả bom rơi xuống. Với mật độ bom rơi dày đặc như vậy thì những mục tiêu nằm trong vệt rải bom rất khó có thể sống sót.

Cách ném bom rải thảm này rất hiệu quả khi dùng để tấn công các đoàn xe và bộ binh của Đức. Nếu dùng bom thông thường thì trong mỗi lần xuất kích, IL-2 chỉ có thể tấn công một vài mục tiêu (chưa kể kỹ thuật ném bom thời đó có độ chính xác khá thấp). Còn khi dùng bom PTAB thì IL-2 có thể ném bom rải thảm, dùng mật độ bom rơi dày đặc để diệt toàn bộ lực lượng đối phương trong vệt bom mà nó tạo ra. Do có hiệu quả cao, bom PTAB được sử dụng với số lượng rất lớn, đến cuối năm 1943 đã có 1.171.340 bom PTAB đã được sử dụng. Năm 1944 đã có 5.024.822 quả được sử dụng, bốn tháng đầu năm 1944 đã có 3.242.701 bom PTAB được sử dụng. Nhà phát minh bom PTAB là I. A Larionov đã được trao Huân chương Lenin do thành tích nghiên cứu ra loại bom này.

Trong những trận đánh lớn, ví dụ như trận Kursk, có những phi công IL-2 đã cố "nhồi nhét" đến 300 quả PTAB cho mỗi lần xuất kích nhằm tấn công vào lực lượng xe tăng hùng hậu của Đức Quốc xã.