Як-9 прогревает двигатель, Тула, конец 1943 года. Зимой механики часто снимали створки люка хвостового шасси. На заднем плане виден двухместный учебный Як-7В.
Як-9Д
Хотя конструкторы Яков решили, что Як-9 будут летать с двумя баками общей емкостью 350 л, но было ясно, что нужно разрабатывать и дальний истребитель.
В январе 1943 года, когда был разработан Як-9Д, Красная Армия начала марш на запад. Уже тогда, а особенно позже (собственно говоря, до самого конца войны) часто возникали ситуации, когда истребительные полки не могли обеспечивать прикрытие с воздуха быстро наступающим войскам. Новая «девятка» с дальностью более чем 1300 км, стала единственным массовым истребителем, возможно, и не дольнего, но хотя бы увеличенного радиуса действия.
То чем отличалась модификация «Д» от «Т», было прежде всего количество топлива.
В крыльях находились четыре топливных бака: два внешних вмещали в сумме 234 л бензина, а два находящихся ближе к фюзеляжу — 436 л. Второе и третье важные отличия были связаны с иным вооружением — пушка ШВАК с боезапасом 120 снарядов и пулемет УБС с 200 патронами. В связи с этим (это существенное различие) кабина пилота не была сдвинута назад (как на модификации «Т») и помещалась в том же месте, где и на оригинальном Як-9.
Государственные испытания длились с 14 января по 16 февраля 1943 года и закончились предложением о начале его серийного производства.
Пустой Як-9Д, несмотря на то, что весил больше чем Як-9Т (примерно на 50 кг) был быстрее на 20 км/час. Причиной лучших характеристик было более высокое качество сборки и улучшенная аэродинамика. Ситуация менялась когда все четыре бака Як-9Д заполнялись бензином. До того как заливалась половина полной заправки, модификация «Д» была еще сравнима с другими Яками-9. На практике, в боевых частях, внешние баки обычно не заправляли. Механики попросту заделывали их заправочные горловины. Субъективной причиной такого поведения было желание пилотов иметь более скоростной и маневренный самолет. Объективной — то, что Якам-9Д редко бывало необходимо 650 л бензина. Данные из боевых частей свидетельствовали, что среднее потребление топлива в одном боевом вылете составляло около 270 л — то есть едва 40 % полной емкости баков.
Это, конечно, не означает, что Як-9Д был не нужным. Имелось большое количество заданий требующих дальних истребителей. А когда таких заданий не возникало, Як-9Д был надежным, быстрым и маневренным фронтовым истребителем. В период с марта 1943 года по июнь 1946 года было изготовлено 3058 Як-9Д.
Як -9ПД
Несмотря на запуск в серийное производство нескольких универсальных модификаций Як-9, по-прежнему возникали задачи, которые эти модификации были решить не в состоянии.
Долгий и достаточно сложный путь развития имел высотный вариант «девятки» — Як-9 ПД. Заказ на этот самолет был инициирован конкретной угрозой — разведывательными полетами немецких Ju-86R.3™ самолеты были недосягаемы для зенитной артиллерии и истребителей. Несомненно, что вид безнаказанно летающих над Москвой в 1943 году «юнкерсов» вызывал раздражение советского руководства. В период между июлем 1942 года и августом 1943 года было зарегистрировано шесть таких пролетов.
По этому поводу тяжелую беседу с наркомом авиационной промышленности провел сам Сталин. 12 ноября 1942 года ГКО выдал задание Яковлеву — сдать на войсковые испытания (до 15 января 1943 года) пять экземпляров Як-9 с высотным двигателем М-105ПД. Однако двигательная установка не была поставлена в срок, и готовые самолеты передали в 12 ГИАП только в апреле. Несмотря на то, что самолет вообще не был испытан, его сразу же направили в боевую часть и уже там проводили испытания. Вероятно, чтобы доложить: «Товарищ Сталин, новый высотный самолет служит на фронте!» Однако в это же время и Яковлев и конструктор нагнетателя Долежай часами просиживали на аэродроме 12-го полка, контролируя испытания. Игорь Шелест описывает в своей книге «Лечу за мечтой» такой случай: «Приходит Яковлев на аэродром, глядит, а из крыла высотного Яка торчит заборник воздуха в нагнетатель размером с граммофонную трубу. Мало того, что безобразный, да к тому же еще плохо обтекаемый. Александр Яковлев вынул красный карандаш, нарисовал на крышке заборника круг и сказал «Обрубить так, завернуть и загладить». А Долежай на это: «Если обращаетесь как главный конструктор к главному конструктору, то запрещаю, а если как заместитель наркома авиационной промышленности, то трудно возразить».
На этом рассказ заканчивается, но позже над Москвой не видели самолета с трубой на крыле.
Як-9ПД конструктивно был близок модификации «Д». Естественно он имел новый двигатель и раму его крепления, некоторые изменения произошли и во внешнем облике. Вооружение состояло из одной пушки ШВАК с боекомплектом из 120 снарядов.
Во время войсковых испытаний, которые проводились с 16 апреля по 25 июня 1943 года, было выполнено 69 полетов, но уже с самого их начала стало понятно, что самолет не вполне удовлетворяет требованиям военных. Из-за неудачной системы охлаждения, ему приходилось прерывать подъем после набора высоты 7000 м и некоторое время летать на этом эшелоне, чтобы привести температуру охлаждающей жидкости в норму. Это приводило к тому, что на высоту 11650 м Як-9ПД забирался за 25 минут. Кроме того, на высоте более 11000 м появлялась сильная вибрация двигателя. Один из ученых, профессор Чесалов утверждал, что это результат кипения бензина. Выход? Охладить на земле топливо до -30 °C. Такой эксперимент был проведен, но дал негативные результаты.
2 июня 1943 года пилот Як-9ГТД номер 01–29 подполковник Л.А Золочев, провел наиболее объективное испытание самолета — вылетел на перехват разведывательного «юнкерса». До высоты 8500 м все шло нормально. Набор следующих трех километров занял 15 минут и все равно самолет оставался на 1000 м ниже противника. Открыть прицельный огонь не было возможности. Температура воды повысилась до 112 °C, масла до 110 °C, а весь фонарь кабины покрылся коркой льда.
Было очевидно, что в таком состоянии истребитель не может выполнить поставленных перед ним задач.
Яковлев получил очередной срок для сдачи полноценного высотного истребителя-до 1 августа 1943 годаЯк-9 ПД должен был быть доработан таким образом, чтобы достигнуть высоты 13000 м.
Переделкам подвергся тот же экземпляр самолета номер 01–29 (существует фотоснимок этой машины с белым № 29 на фюзеляже) на котором Л. Золочев неудачно пытался перехватить «Юнкерс» в июне 1943 года. На Як-9 ПД номер 01–29 оставили тот же самый двигатель М-105 ПД, но увеличили обороты компрессора. Был так же обеспечен обдув воздухом некоторых элементов оборудования двигателя (свечей, помпы, бензинового фильтра), улучшено охлаждение. Однако наиболее существенным для улучшения температурного режима, была замена на большие радиаторов масла (с ОП-293 на ОП-300) и воды (с ОП-196 на ОП-229).
Размах крыльев увеличили на 1 м (теперь площадь крыла стала на 0,65 м² больше). Внешне самолет отличался отсутствием храповика стартера, который обычно выступал из кока винта. Сам кок был срезан спереди и через это отверстие поступал дополнительный воздух для охлаждения. Конструкторы были так озабочены улучшением высотных характеристик, что даже уменьшили на 10 снарядов боекомплект пушки (он теперь составлял 110 снарядов). Стартовая масса уменьшилась с 3117 кг у первого варианта, до 2845 кг у вновь разработанной машины.
Модифицированный Як-9ПД был направлен 3 августа для испытаний в ЛИИ, продолжавшиеся до 18 октября 1943 года. Они подтвердили то, что и ожидалось: без промежуточного охлаждения воздуха поступающего из нагнетателя в карбюратор, двигатель не работал, как требуется. Высокая температура масла, приводила к нештатной работе гидравлического управления нагнетателем. Все это не оставляло надежд на то, что самолет будет иметь необходимый потолок. Для подъема на высоту 12500 м ему требовалось 33 минуты.
Без особых надежд на успех, двигатель М-105 ПД был заменен М-106 ПВ (повышенной высотности). В октябре 1943 года на нем было выполнено четыре полета, в одном из которых, 16 октября была достигнута рекордная высота 13100 м. Однако недостатки Як-9ПД не были устранены, и самолет вообще не передавался в боевые части.
Тем не менее, несколько позднее, 22 сентября того же года, на перехват Ju-86R, стартовало 15 истребителей пяти типов, в том числе и два Як-9ПД. Только одному Spitfire удалось подняться на 11500 м и, находясь на 500 м ниже разведчика, с расстояния в 200 м выпустить по нему несколько очередей. После этого вооружение отказало, а «Юнкерс» улетел.
В 1944 году ОКБ Яковлева предприняло очередную попытку постройки высотного истребителя. Это была четвертая модернизация (три предыдущие это машина с обычным крылом, с увеличенным крылом и машина с двигателем М-105ПВ), хотя новый самолет имел то же обозначение — Як-9ПД, он был разработан на базе Як-9У. В фюзеляж, изготовленный на заводе № 166, был установлен двигатель М-106ПВ, но на этот раз проведены более радикальные изменения. Увеличено передаточное число привода вала нагнетателя до 9,72. Для охлаждения воздуха на выходе из него в воздуховод впрыскивалась водо-спиртовая смесь (50 % на 50 %). В топливную систему была добавлена помпа, обеспечивающая нормальное поступление бензина. Установили так же новый водяной радиатор. Внешне новый «ПД» можно было отличить по воздушному винту ВИШ-105ТЛ имевшему широкие лопасти.
С целью уменьшения веса конструкторы сняли все, что могли снять и уменьшили, то, что снять было нельзя. Новый Як-9ПД брал 240 кг топлива вместо 420 кг и 30 кг масла вместо 48 кг. Были сняты: тормозные щитки, весовые компенсаторы рулей и даже плечевые привязные ремни с кресла пилота, остался только поперечный пристяжной ремень (вообще очень интересно сколько же эти ремни с замками могли весить?). Пушка Ш-20М имела боезапас только из шестидесяти снарядов. В результате Як-9ПД «похудел» (его собственная масса составила 2100 кг), и оказался настолько удачным, что было начато производство партии из 30 машин на заводе № 301 в Москве.
Соответствующая работа проведенная коллективом двигателистов увенчалась тем, что нормальная работа М-106ПВ теперь обеспечивалась до практического потолка, то есть до 12800 -13000 м, хотя удавалось выскакивать и на высоту 13500 м. Вполне импонирующей была и скорость самолета (на высоте 10500 м она составляла 610 км/час) и скороподъемность (до высоты 5000 м примерно 15 м/с). Набор высоты 11 км занимал 25 минут.
Вероятно, эти самолеты использовались только в одном полку ПВО и в боевых действиях участия не принимали.
Антенна
Як -9Р
Эта модификация еще один показатель разносторонности «девятки». Благодаря двухместной кабине, в фюзеляже было не трудно найти место для фотоаппарата. За кабиной пилота установили один фотоаппарат АФА-1М либо АФА-3С/50. В днище фюзеляжа был прорезан люк со шторкой, которая открывалась пилотом с помощью тросика.
Идея создания самолета разведчика из Як-9 была продиктована его неоспоримыми преимуществами — он был быстрым и маневренным. С меньшим риском мог выполнять задания над вражеской территорией имевшей сильное истребительное прикрытие. К его недостаткам можно отнести то, что Як-9Р выполнял съемку на высотах от 300 до 3000 м и при этом находился в зоне досягаемости наземных зенитных средств. С другой стороны такие машины как Пе-2 и А-20 использовавшиеся советскими ВВС для разведки имели перед Яком то преимущество, что на них легче была навигация, меньшей загрузка экипажа, лучше наблюдение и выше подробность съемки.
Эталоном Як-9Р для производства (в варианте нормальной дальности) стал Як-9 номер 05-017 изготовленный на заводе № 166 и переоборудованный на заводе № 301 в Москве. Испытания в НИИ ВВС проводились в период с 21 сентября по 10 октября 1943 года. После удачных тестов, технология переоборудования обычных Яков в разведывательные была разослана в военные округа и воздушные армии. Эту переделку можно было производить даже в полевых мастерских. Ввиду этого, не представляется возможным определить точное количество самолетов переоборудованных в разведчики.
Як-9Р имел так же дальний вариант. Он строился на базе Як-9Д и благодаря четырем бакам емкостью 584 л имел дальность 1400 км. Часть машин получало более разнообразное оборудование и дополнительные приборы: радиополукомпас РПК-10 и авиагоризонт АГП-2. Чтобы уменьшить вес машины был снят пулемет, и вооружение состояло только из пушки ШВАК с боезапасом из 120 снарядов.
Вариант большой дальности строился на заводе № 166, до 13 августа было выпущено 35 самолетов. Так как не было необходимости испытывать их в НИИ ВВС, то часть самолетов сразу была направлена в 48 ГРАПДР (Гвардейский полк авиации дальней разведки) на войсковые испытания.
Як-9Р испытывались с 23 сентября по 12 октября 1943 года. Благодаря использованию новых аппаратов АФА-3С/50 с большим фокусным расстоянием (50 мм) разведчики Як-9Р могли теперь выполнять съемку с больших высот, вплоть до 8000 м.
Ни в одной из доступных публикаций не удалось найти информацию о том были ли построены дополнительные Як-9Р, кроме тех 35 штук, о которых упоминалось выше. Однако, несомненно, что самолеты обеих версий использовались довольно широко.
Як -9ТК
Создавая эту модификацию, конструкторы ОКБ Яковлева хотели получить универсальный Як-9, который благодаря соответствующему оружейному лафету мог бы вооружаться четырьмя различными пушками. Причем замена вооружения могла быть произведена в полевых условиях.
Этими четырьмя пушками (причем все разных калибров) были: ШВАК — 20мм, ВЯ-23 — 23 мм. НС-37 и НС-45.
Это было очень соблазнительное решение, так как можно было бы выпускать одну модификацию Як-9, а изменения в количестве либо калибре вооружения проводить в зависимости от ситуации на фронте. Конечно, было необходимо внести изменения и в узлы крепления, и в систему досылки снарядов. и в систему отвода гильз и пороховых газов.
Самолет с вышеупомянутыми изменениями был передан на государственные испытания в октябре 1943 года. Несмотря на то, что замысел был признан удачным, все же он не нашел применения … не было пушек. ВЯ-23 имевшая больший калибр была не на много мощнее чем ШВАК. а НС-45 еще к тому времени не была готова.
Но работа конструкторов не пропала впустую — в конце 1943 года ее результаты были использованы в Як-9У.
Як -9Б
Большие возможности адаптации «девятки» для выполнения различных заданий достигли своего апогея именно в этой модификации — бомбардировочной.
Пустое пространство за кабиной, кажется, так и манило к себе конструкторов, если учесть то, как часто они размещали там разнообразное оборудование. Поэтому, учитывая широкое использование истребителей вооруженных бомбами как Люфтваффе, так и Союзниками, то естественно что очередной машиной стал Як-9Б.
Необычным было размещение бомб — в четырех трубчатых кассетах за кабиной, между вторым и четвертым шпангоутом фюзеляжа. Самолет мог брать четыре бомбы ФАБ-100 либо четыре кассеты противотанковых кумулятивных бомб типа ПТАБ, весом по 1,5 кг. В каждой такой кассете помещалось по 32 бомбы.