這種單座的伊爾-2強擊機在試飛時最大速度達470千米/小時,但在實戰中效果不理想,容易遭到地面火力的攻擊,而且一個飛行員精力不夠用,難以勝任飛行和攻擊的雙重任務,因此,後來又不得不再次該成雙座機。
雙座機的伊爾-2強擊機具有較強的生存力,各種性能協調,武器也得進一步的改進,其用途以攻擊坦克為主,本身就是一種“飛行坦克”。設計師伊留申從以往的強擊機被擊落的教訓中的結論,必須首先保護好飛行員和油箱等關鍵部位,因此決定對飛行座艙、油箱和發動機等部位提高裝甲的厚度。伊爾—2強擊機的後機身是木製的,機翼和尾翼是硬鋁材料制的,而機身則是鋼質材料。
改進後的伊爾-2M-3強擊機速度為420千米/小時,航程超過750千米,武器有:2門23毫米航炮,2挺7.62毫米機槍,4枚82毫米和132毫米火箭彈,彈艙和翼下可掛載400~600千克炸彈。自衛武器是后座的1挺12.7毫米機槍。 伊爾-2強擊機在戰爭期間共生產了3萬6千多架,是二戰中生最多的飛機,它占整個蘇聯飛機總產量的1/3,其中大多數雙座機。從1942年下半年起蘇軍強擊航空兵部隊開始採用伊爾—2強擊機。它的後部自衛機槍有效地阻止了敵機從後側方的攻擊,生存率提高了30%。
伊爾-2強擊機由於塗迷彩色,在進行超低空攻擊時,上空的敵機難以發現它,而它厚實裝甲又能很好地抵抗地面高射機槍的射擊。伊爾-2強擊機常常採用這種戰術:以4機編隊在高度800米進行巡邏飛行一旦發現地面目標,立即解散,輪番對目標實施俯衝攻擊,使用火箭、航炮或機槍對坦克裝車進行射擊,效果非常出色。加之它在低空俯衝時刺耳的呼嘯聲,給敵軍極大的心理震撼。
1943年夏季,在改變蘇德戰場局勢庫爾斯克會戰中,發揮了巨大的作用。伊爾-2改裝了2門37毫米航炮,並加裝了反坦克炸彈。7月7日,蘇軍伊爾-2強擊機機群對正在突圍的德軍坦克集群進行了猛烈的突擊,20分鐘就擊毀了坦克70餘輛,在對另一坦克集群突擊中,2個多小時擊毀敵坦克270多輛,為地面部隊的進攻做出了巨大貢獻。
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