Як-7В
Нарушим хронологию развития Як-7, чтобы описать его вторую учебно-тренировочную модификацию.
Когда удалось в какой-то степени наладить поставки истребителей на фронт, опять вернулись к двухместной машине, необходимость в которой по-прежнему, остро ощущалась. Полеты на УТ-2 и УТИ-4 (вариант И-16) не обеспечивали пилотам, которые в будущем должны были сидеть за штурвалами истребителей, получения необходимых летных навыков.
При разработке новой модификации учебно-тренировочной машины был принят во внимание опыт эксплуатации Як-7 УТИ. Як-7В разрабатывался в соответствии с установкой — производить быстрее и дешевле. На этот раз шасси сделали неубирающимся. Это не было чем-то новым, еще летом 1941 года такие изменения были предложены начальником конструкторского бюро завода № 301 Черенковым. Ниши шасси были зашиты, но остались небольшие лючки для осмотра крепления стоек. Для того, чтобы обучаемые приобретали навык уборки шасси, в кабине был установлен имитатор рычага их уборки и выпуска. Вооружение было снято, что вообще-то удивительно, если принять во внимание то, что пилот-истребитель должен уметь не только летать, но и стрелять.
В кабине не устанавливались некоторые приборы, например, убрали РПУ. Очень большие неудобства доставляло отсутствие прозрачной перегородки между кабинами. Во время полета с открытым передним фонарем, инструктор немилосердно обдувался встречным потоком воздуха, а летать со сдвинутым фонарем было необходимо, так как быстро желтевший и легко царапавшийся плексиглас затруднял обзор.
Начиная со второй серии, часть ранее убранного оборудования была установлена вновь, но до окончания производства этой модификации перегородку между кабинами курсанта и инструктора так и не поставили.
Во время государственных испытаний (с 18 февраля по 4 марта 1942 года) оказалось, что неубирающееся шасси практически не снизило характеристики машины и не повлияло на пилотаж. Самолет летал почти так же быстро, как и истребитель, а управлять им можно было из передней и задней кабин.
Як-7В производился серийно с марта 1942 года до декабря 1943 года. Было построено 510 экземпляров, а еще 87 переоборудовано из Як-7Б. Это немного, учитывая огромное количество пилотов обучавшихся о время войны. Почти каждый советский пилот-истребитель проходил обучение на этой машине.
Як-7М-105ПА
Ранее не предполагавшееся, превращение учебного Як-7 в истребитель началось уже после начала войны. Автором этой идеи был инженер К.А.Синелыциков, начальник группы, выделенной из ОКБ для помощи заводу № 301 в освоении производства Яков. Учитывая те огромные потери, которые понесли советские ВВС в первые дни операции «Барбаросса», идея Синелыцикова бала очень актуальна. Главный конструктор сначала относился к этому предложению скептически. Вероятно, он не верил в возможность увеличения производства истребителей за счет учебных машин. Именно этим можно объяснить скепсис Яковлева. Но положение было отчаянным — фронт требовал истребителей.
Новый самолет был построен, прежде чем об этом узнал Александр Яковлев. Для переоборудования был выбран Як-7 УТИ номер 04–11, на котором были проведены следующие изменения:
в заднюю кабину установили бронеплиту
установлены протекторированные топливные баки, усилено вооружение, которое состояло теперь из пушки ШВАК калибра 20 мм с боезапасом в 120 снарядов и двух пулеметов ШКАС имевших по 750 патронов
под каждым крылом установлено по три направляющих для реактивных снарядов РС-82.
В этом виде Як-7 внешне практически не отличался от Як-7 УТИ, так как остекление задней кабины не изменилось.
Испытания истребителя, проведенные технической комиссией ОКБ, показали, что он по многим параметрам лучше, чем Як-1. Конструкция шасси и большего размера колеса, лучше соответствовали массе самолета. Перемещение центра тяжести с 26 % до приблизительно 20–21 % улучшило продольную устойчивость. Другое, нежели у Як-1 хвостовое оперение улучшило управляемость. Угроза капотажа — кошмар, который преследовал пилотов «единички» то же уменьшилась. Не лишней была и возможность перевозки в задней кабине людей, либо оборудования. В будущих сражениях это свойство не раз использовалось для неотступного преследования врага.
Так как уже было ясно, что Як-7 получился хорошим и нужным самолетом, А.С.Яковлев получил согласие ГКО (Государственный комитет обороны) на начало его серийного производства. Комитет принял два решения по выпуску этого истребителя — 14 и 23 августа 1941 года. Они были конкретизированы в приказах Наркомата авиационной промышленности, и сборка нового самолета началась на заводе № 301 в Москве и № 153 в Новосибирске. Завод в Москве выпустил в августе и октябре 1941 года 51 машину, а в Сибири в декабре того же года было собрано 11 экземпляров.
В ходе строительства этой небольшой серии заводами было допущено значительное ухудшение летных характеристик. Например, по сравнению с УТИ-26-1 время набора высоты 5000 м у Як-7 возросло на 1,3 мин — до 6,8 мин. Недоработанное либо некачественно изготовленное шасси, пневматическая система, системы двигателя служили источником частых аварий. Но это было только самое начало многолетнего пути развития Як-7, а его будущее, несмотря ни на что выглядело многообещающим.
Як-7М М-105ПА
Этот самолет, изготовленный в единственном экземпляре был еще одной попыткой переделки Як-7 УТИ в истребитель. Построила его группа инженеров из ОКБ, которая обеспечивала серийное производство Як-1 на заводе № 292 в Саратове. Работы над новым вариантом самолета начались в сентябре 1941 года, а изменения, проведенные саратовской группой, были гораздо более значительными, чем те которые сделали их коллеги из Москвы.
Из задней кабины убрали пилотское кресло, на его место установили топливный бак емкостью 80 л. Из передней части фюзеляжа были изъяты пулеметы и их боезапас, но пушка ШВАК осталась на месте. Снималась разделительная стенка между кабинами, чтобы установить бронеспинку прямо за пилотским креслом. Наиболее крупным изменениям подверглись крылья; при этом использовались конструкторские наработки с самолетов И-28 и И-30. Крылья имели меньший размах (9,74 м вместо 10 м) и оснащались автоматическими предкрылками. В каждом крыле размещалась одна пушка ШВАК с боекомплектом в НО снарядов. Это вооружение заставило уменьшить на 23 л емкость крыльевых баков. Хотя и не имелось оборудования для обогрева крыльевых пушек, но они работали без задержек даже при температуре -30 гр. Крыльевые пушки были пристрелены таким образом, что их трассы сходились на расстоянии 400 м перед самолетом. Учитывая все это, следует сделать вывод, что Як-7М был более приспособлен для уничтожения бомбардировщиков, чем для боев с истребителями.
Государственные испытания продолжались с 5 октября до 27 декабря 1941 года, с двухнедельным перерывом на эвакуацию. Несмотря на то, что новый самолет был на 350 кг тяжелее Як-7 УТИ, а его фюзеляж и двигатель были серьезно повреждены после аварии, характеристики оказались не намного хуже, чем у Як-1. Благодаря автоматическим предкрылкам, значительно улучшились пилотажные свойства, и теперь нужно было очень постараться, чтобы ввести самолет в штопор.
Однако после этих похвал следует отметить, что крыльевое вооружение было признано неудачным из-за отсутствия синхронизаторов и затрудненного прицеливания. Тяжело было во что-либо попасть, ведя огонь только из одних пушек. Но, что более важно, к этому времени завод № 153 уже завершил производство Як-7 и готовился к выпуску «семерки» с двигателем М-105ПА, которое должно было начаться в январе. Не в интересах массового производства были изменения технологии, к тому же не было необходимого количества пушек ШВАК — оружейные заводы не успевали удовлетворять потребности авиационных и танковых предприятий в этом вооружении. К идее размещения пушек в крыльях Яковлев вернулся только еще один раз — на прототипе Як-7 с мотором воздушного охлаждения М-82.
Як-7А М-105ПА
Уже после выпуска небольшого количества Як-7 начался процесс его улучшения, который продлился значительное время. Совершенствование самолета было необходимо, в том числе и потому, что заводы-изготовители Яков допустили значительное ухудшение его летных характеристик. Изменения, которыми характеризовался Як-7А, вводились постепенно на очередных сериях самолета. Вот их хронология:
14-я серия — на топливных баках установлена новая, утвержденная НИИ ВВС, система их заполнения выхлопными газами двигателя (с целью повышения их пожаробезопасности);
15-я серия — все металлические части самолета были соединены между собой медными проводами;
16-я серия — электрические указатели уровня топлива были заменены на механические. Они устанавливались на верхних поверхностях крыльев и прикрывались окошками из плексигласа. Эти характерные круглые окошки хорошо видны на фотографиях верхней части самолетов;
31 самолет 16-й серии — установлена приемо-передающая радиостанция; приемник РСИ-4 размещался с правой стороны от приборной доски, а передатчик РСИ-3 за бронеспинкой пилота. Начиная с этого экземпляра Як-7, с приборной доски была снята плексигласовая пластина, обеспечивающая равномерное рассеивание света. Мелким изменениям подверглась и сама приборная доска;
17-я серия — убрано остекление задней кабины, теперь она закрывалась фонарем из фанеры, который откидывался вправо; отверстия для отвода пороховых газов на капоте двигателя были закрыты металлическими листами, а газы выходили теперь вперед через отводные трубы;
19-я серия — теперь в полете с помощью пневмосистемы убиралось заднее колесо, а его ниша закрывалась характерным щитком, расположенным впереди. Ниши стоек главного шасси в полете так же полностью закрывались, для чего были установлены дополнительные щитки, прикрывающие колеса.
Были и другие изменения: демонтировано устройство для пневматической перезарядки пушки — осталась только механическая перезарядка; тормозные щитки теперь устанавливались всего в двух положениях: под углом 00 и 550, заблокировать их в положении 150 было уже нельзя.
Хотя летные характеристики в сравнении с И-26-П были хуже, но по отношению к Як-7 максимальная скорость увеличилась в среднем на 10 км/ час для самолета с лыжным шасси и на 20 км/час с колесным. У земли Як-7А развивал скорость 495 км/час, а на высоте 5000 м — 571 км/час. Однако улучшение характеристик нивелировалось в результате установки лыж вместо колес, а именно в такой конфигурации Як-7 и Як-1 производились зимой 1941 года. При установке лыж пилотажные характеристики и маневренность не изменялись (по сравнению с Як-7 на колесах) но лыжи «съедали» до 60 км/ час скорости. Тем не менее, самолеты собирались в таком виде, главным образом из-за нехватки в тот период резины для покрышек.
Эталоном для серийного производства Як-7А стал модернизированный серийный Як-7 номер 14–11, произведенный заводом № 153. Совместные заводские и государственные испытания провели с 16 января по 22 февраля 1942 года. Их результат был настолько очевидным, что еще до их окончания, самолет начал производиться серийно. В период с января по май 1942 года завод № 153 построил 277 истребителей Як-7А, которые успешно воевали на фронте.
Як-7Б М-105ПА
С целью улучшить летные характеристики и огневую мощь Як-7 была разработана и запущена в серийное производство его очередная модификация. Характерно, что изменения в аэродинамике этой машины не были результатом работ ОКБ, а базировались на исследованиях проведенных в ЦАГИ. Это учреждение передавало свои результаты заинтересованным ОКБ.
Начнем с изменений в вооружении: оба ШКАСа были заменены крупнокалиберными (12,7 мм) пулеметами УБС. Левый имел боезапас в 260 патронов, а правый — 140. Пушка ШВАК осталась на месте, не изменился и ее боезапас — в снарядном ящике насчитывалось 120 снарядов.
Такое вооружение позволяло успешнее бороться с вражескими бомбардировщиками, а масса секундного залпа составляла 2,72 кг — больше чем вес снарядов выпускаемых за секунду Bf-109F или Bf-109G2 из трех стволов. Самолет так же был приспособлен для подвески шести реактивных снарядов РС-82, либо двух бомб калибром от 25 до 100 кг. Однако, как и в случае с Як-1, постановлением ГКО от 10 апреля 1942 года установка направляющих для реактивных снарядов на «семерке» запрещалась. Хотя было предусмотрено место для установки приемника и передатчика, но передатчик устанавливался только на одной из 10 машин, так чтобы самолетов с двухсторонней связью хватало для командиров эскадрилий и полков.
Благодаря возросшему качеству сборки, более тщательной отделке поверхностей улучшилась аэродинамика самолета. Крыльевые воздухозаборники и форма капота маслорадиатора так же подверглись изменениям. Внешне Як-7Б отличался от модификации «А» тем, что ниша заднего колеса закрывалась двухсекционным щитком, створки которого располагались симметрично относительно оси самолета. Кроме того, на верхней части капота двигателя появились выступы, прикрывающие более крупные пулеметы УБС.
Другим направлением работ над новой модификацией было улучшение ее эксплуатационных характеристик. Для чего в конструкцию было внесено много изменений, начиная от таких незначительных, как выполнение отверстия в чашке пилотского кресла, чтобы стекала скапливающаяся там во время стоянки влага, и заканчивая заменой старой ручки управления на ручку типа Р-1, скопированную с немецкого Bf-109. Правда по воспоминаниям боевых пилотов, новая ручка устанавливалась не на всех Як-7Б.
Испытания эталонного экземпляра Як-7Б с двигателем М-105 ПА (серийный номер 14–13) проводились с 28 января по 5 февраля 1942 года. Облет новой машины выполнил пилот А.Г.Кочетков. С целью экономии времени заводские и государственные испытания совместили.
Несмотря на увеличившийся вес самолета Як-7Б имел характеристики сравнимые с прототипом УТИ-26-П. В протоколе испытаний было подчеркнута перспективность конструкции — хорошие возможности для установки нового вооружения, силовой установки и оборудования.
После государственных испытаний Комитет Обороны согласился на перевод производства с модификации «А» на модификацию «Б». Этот вариант (с мотором М-105ПА) производился на заводе № 153; с апреля по июль 1942 года была построена 261 машина.
Наиболее объективную оценку качеств нового самолета дали бои. Эксплуатация новой «семерки» в 202 НАД (истребительная авиадивизия) позволила сделать следующие выводы: Bf-109 имеет превосходство в вертикальном маневре; здесь Як-7 определенно был более неповоротлив. Советская машина была так же медленнее в горизонтальном полете и при пикировании. Традиционно она имела лучшую маневренность в бою на горизонталях (такой ситуации немцы избегали, как только могли). Боевую ценность самолета ограничивало плохое качество плексигласа на фонаре кабины, отсутствие бронестекла и плохая видимость назад. Двигатель был определенно слаб для такой тяжелой машины.
На земле самолет имел слишком длинный разбег и пробег, а сдвижка центра тяжести вперед увеличила опасность капотажа. Чтобы исправить этот недостаток, с 20 апреля 1942 года в задней кабине начали устанавливать топливный бак емкостью 80 л. Как и следовало ожидать, это нововведение было встречено пилотами без энтузиазма. Не защищенная бочка с бензином прямо за плечами пилота была во время воздушного боя весьма опасна. В боевых частях эти баки повсеместно снимались, поэтому, когда 22 сентября и 1 октября 1942 года вышло два соответствующих постановления ГКО, уже собственно нечего было демонтировать.