Помоги проекту - поделись книгой:
В боевых частях бомбодержатели, как правило, снимали, а оставшиеся отверстия заклеивали полотном. Если же на самолете стоял двигатель М-105ПА, то бомбодержатели снимали обязательно. Чтобы поощрить пилотов к бомбометанию, во многих полках при подсчете денежных выплат два вылета с бомбовой нагрузкой приравнивались к трем вылетам без бомб.
Бомбодержатели устанавливали на машины от 80-й до 126-й серии, то есть до февраля 1943 года, а затем с 148-й серии (август 1943 года) и до конца производства.
Як-1 облегченный с двигателем М-105ПФ
С одной стороны истребитель обвешивали все новым и новым оборудованием, с другой стороны шла постоянная борьба за снижение массы машины. Катализатором этой борьбы стал воздушный бой, состоявшийся 7 июля 1942 года на Сталинградском фронте, свидетелем которого стал Г. Маленков. Два Яка взяли в клещи немецкий Bf 109G-2, и, когда казалось, что немецкий самолет обречен, «мессер» прибавил газу и ушел от преследователей. Маленков было обвинил пилотов, но генерал С. Руденко, командующий 16-й воздушной армией, обратил внимание секретаря Политбюро на ухудшившееся качество машин: плохое стекло фонаря, из-за чего пилотам приходилось летать с открытой кабиной, расползающаяся обшивка, щели в створках шасси. Маленков не поверил и потребовал проверить характеристики машин 434-го ИАП. Испытания показали правоту генерала.
Под впечатлением от этого случая Маленков приказал начать работы по облегчению Як-1. Работы эти имели опытный характер. Саратовский завод выпустил двадцать облегченных Як в рамке 96-й серии в октябре 1942 года. Облегчить самолет удалось, сняв с него два пулемета ШКАС (77 к), радиостанцию, мачту радиостанции и генератор (24,5 кг), приборы для полета ночью (5 кг), а также заменив на нем деревянное хвостовое оперение металлическим от Як-7 (14 кг). Масса самолета снизилась с 2917 кг (Як-1 15–69) до 2780 кг (Як-1 45–96), то есть на 137 кг.
Новые Яки поступили в два полка: 512-й и 520-й ИАП. Пилоты И.П. Моторный и В.Н. Макаров, перегонявшие самолеты на фронт, сумели по пути сбить два Bf 109. Облегченные машины понравились пилотам, хотя вооружение истребителя оказалось слабоватым. Особенно заметно улучшилась скороподъемность самолета на высотах 2000–3000 метров. На этих высотах облегченный Як-1 мог не только догнать немецкие Bf 109F-4 и G-2, но и, совершив боевой заход, обогнать их, получая фору перед следующим заходом. Командир 183-й ИАД, полковник В.А. Китаев писал в донесении командующему армией: «Наш Як-1 уменьшенной массы не только не уступает истребителям противника, но даже превосходит их в горизонтальном и вертикальном маневре на высоте 2500 м».
О боевой ценности облегченного Яка свидетельствует тот факт, что в обоих полках отношение побед к потерям возросло со средней величины 2,5:1 до 6,5:1.
Попытки облегчить самолет предпринимались и в 9-м ГИАП Льва Шестакова. Это происходило во время боев за Донбасс. На аэродроме полка приземлился Bf 109, на котором прилетел дезертировавший хорватский пилот. Летчики облетали трофейную машину и убедились, что «мессера» можно завалить одними пулеметами. Поэтому с одного из Як-1 сняли пушку, благодаря чему заметно улучшилась маневренность самолета и скороподъемность. Однако реальный боевой опыт показал, что два пулемета явно «не тянут», поэтому от дальнейших переделок отказались.
В конечном итоге работ по облегчению Яка-1 стало появление совершенно нового самолета — Як-3.
Як-1 М-106
Работы над двигателем М-105ПФ продолжились появлением модификации M-106-lcк. Этот двигатель оснащался наддувом конструкции В.А. Доллежаля. Благодаря наддуву давление топливовоздушной смеси в цилиндрах возросло до 1175 мм рт. ст., что повлекло рост мощности до 1350 л.с. На высотах от второй высотной границы и до практического потолка мотор М-106 на 150 л. с превосходил прежний М-105ПФ. Достоинством одноступенчатого наддува был непрерывный рост мощности, что устраняло скачки в характеристиках, характерные для многоступенчатых наддувов. На высотах от 2400 до потолка характеристики мотора практически не изменялись. Двигатель М-106, который планировали ставить на Як-1 еще до начала серийного производства самолета, прошел государственные испытания в период между 27 октября и 9 ноября 1942 года. Летные испытания проводились на истребителе 50–85, на котором уже испытывался двигатель М-105ПФ. В результате появилась возможность сравнить характеристики одного и того же самолета, но с разными двигателями. Установка двигателя М-106 привела к увеличению скорости на высоте 1000 м с 546 до 555 км/ ч, на высоте 3000 м с 571 до 596 км/ч, а на высоте 5000 м — с 592 до 606 км/ч. С новым двигателем самолет набирал высоту 5000 метров не за 6,25, а за 5,6 минут.
Однако снова встала проблема с охлаждением воды и масла. Из-за перегрева жидкостей самолет не мог сколько-нибудь долгое время лететь при повышенных оборотах двигателя.
Аналогичная проблема выявилась и на серийных машинах. Первый серийный 01-111, оснащенный двигателем М-106-ск, хотя и показал результаты даже лучшие, чем у прототипа 50–85, но также был подвержен перегреву. Требовалось увеличить площадь радиаторов не менее чем на 15 %, иначе о боевом применении самолета не могло быть и речи. Заручившись обещаниями конструкторов в предельно сжатые сроки решить проблему, ГКО приказал заводу № 292 целиком перейти на выпуск истребителей с новым двигателем с 10 января 1943 года. В январе-феврале завод выпустил 47 самолетов, оснащенных «сто шестым» двигателем, однако технический отбор смогли пройти лишь 19 машин. На этом выпуск самолетов с двигателем М-106 прекратили.
Як-1 М-105ПФ МПВО
Этот самолет выпускался в 1943/44 годах числом 385 штук и предназначался для частей противовоздушной обороны (ПВО). Эти самолеты предназначались для полетов в тяжелых погодных условиях. Их оборудовали посадочным огнем ФС-155, вариометром ВР-2 и горизонтом РПК-10. Эти машины достаточно редко участвовали в боях.
Еще в январе 1943 года ОКБ Яковлева предприняло попытку установить на переработанный планер Як-1 (32–99) мощный двигатель. Самолет получил новое крыло с металлическим лонжероном и металлическое хвостовое оперение от Як-7. Водяной радиатор переместили вперед, под крыло, как на Як-7 и Як-9. Маслорадиатор состоял из двух частей диаметром 225 мм, расположенных в центре крыльев. Самолет тестировали как с мотором М-105ПФ, так и с M-106-1cк. С новым двигателем самолет развил скорость 630 км/ч на высоте 3400 метров, а высоту 5000 метров набирал за 4,5 минут. Однако охлаждение, по-прежнему, было неудовлетворительным.
Невозможность обеспечить адекватное охлаждение без увеличения поверхности радиаторов, протечки масла и другие недостатки заставили в марте 1943 года снять двигатель М-106 с серийного производства. Всего успели собрать более 300 таких моторов, которые переделали на режим работы М-105ПФ.
Завод № 26 в Уфе продолжал испытания Як-1 (01–30) с новым двигателем, пока машина не разбилась в октябре 1943 года.
Як-1М с двигателем М-105ПФ
Этот самолет, называвшийся также «москит», более походил на Як-3, чем на Як-1, и представлял собой переходным этап линии «легких» «Як». Изменения на втором прототипе этого самолета были настолько значительными, что в серию машина пошла уже как Як-3.
Во второй половине 1942 года удалось наладить выпуск дюралюминия, который теперь можно было смело использовать в конструкции самолетов. Поэтому у «Яка» появились крылья с дюралевыми лонжеронами и двумя дюралевыми нервюрами. Размах крыльев уменьшился до 9,2 метров, а поверхность — до 14,85 м².
Фюзеляж, позаимствованный у Як-1, отличался отсутствием воздухозаборника под двигателем. Маслорадиатор состоял из двух цилиндрических узлов, расположенных на центроплане под кабиной пилота. Воздухозаборники для маслорадиатора находились у основания обоих крыльев. Водяной радиатор заменили с ОП-203 на ОП-492. Снаружи это изменение проявлялось более «зализанными» очертаниями обтекателя водяного радиатора.
Кинематика шасси походила на Як-9, хотя крышка колесной ниши осталась трехстворчатой. Благодаря небольшому улучшению — появлению опорного колеса с полуавтоматической блокадой — маневренность самолета на земле резко возросла. Когда штурвал отклонялся вперед, колесико могло свободно вращаться.
Изменениям подверглась и топливная система. Теперь самолет имел три топливных бака: два в крыльях на 120 литров каждый, и один разделительный бак емкостью 30 литров, расположенный в фюзеляже. Этот тридцатилитровый бак был нововведением.
Вооружение осталось прежним: пушка ШВАК и пулемет УБ. Пилота защищала бронеспинка толщиной 8,5 мм и изголовье из бронированного стекла. Лобовое стекло фонаря было монолитным.
Благодаря всем изменениям массу самолета удалось понизить на 280 кг по сравнению с машиной 04-111 и составила 2655 кг. Основной вклад (150 кг) дало внедрение металлических деталей каркаса.
Прототип, законченный 15 февраля 1943 года, первоначально оснащался мотором М-106, однако после нескольких полетов мотор заменили на М-105ПФ. По данным известного советского автора в области авиации К. Косминкова, новый двигатель поставили на самолет уже в марте.
Заводские испытания продолжались с 28 февраля 1943 года до 7 июня того же года, что говорит об их напряженности. Испытания в НИИ ВВС проходили между 7 июня и 4 июля 1943 года. Еще два дня (21 и 22 июля) заняли государственные испытания с акцентом на новый двигатель.
Новый двигатель не представлял собой чего-либо принципиально нового. Это был все тот же М-105ПФ, но давление в цилиндрах в очередной раз повысили, на этот раз со 1050 до 1100 мм рт. ст. В результате мощность двигателя увеличилась с 1180 л.с. на 2700 м до 1240 л.с. на 2100 м. Поскольку двигатель работал на низкооктановом бензине АБ-78, Климов согласился форсировать двигатель лишь на первой скорости наддува. На второй скорости давление оставалось прежним. На практике рост мощности двигателя обернулся увеличением средней скорости на 6–7 км/ч, набора высоты 5000 метров на 0,1 сек, а в боевом заходе самолет набирал дополнительные 50 метров.
Новый самолет получил признание пилотов за легкость пилотирования, сравнимую со «Spitfire V», хорошие летные качества и приличную маневренность. Недостатки самолета остались наследственными — недостаточно эффективная система охлаждения; забрызгивание фонаря маслом и отсутствие радиостанции. Отдельные машины радиостанцию получили, но она отличалась высоким уровнем шума. Чтобы дать самолетам больше шансов попасть на вооружение, в августе 1943 года прототип отправили в ЦАГИ для обдува в аэродинамической трубе. Результаты испытания оказались обнадеживающими, но требующими радикально изменить конструкцию самолета. Поэтому от многих идей по улучшению машины пришлось отказаться. Тем не менее, прототип имел значительные конструктивные особенности. Под двигателем снова появился воздухозаборник, а в хвостовой части фюзеляжа полотняную обшивку заменили фанерой.
Як-1М с М-105ПФ2
Этот самолет далеко ушел от первого прототипа и представлял собой, по сути, Як-3. Поэтому его следует описать подробнее.
Матерчатую обшивку фюзеляжа заменили фанерой толщиной 2 мм, фонарь кабины получил систему аварийного сброса, стойки главного шасси стали меньшего диаметра, что, как выяснилось позже, оказалось неудачным решением.
Для лучшей защиты пилота бронеспинка получила выгнутые боковины. Вдоль левого борта кабины поместили бронеплиту толщиной 3,5–4 мм, которая прикрывала руку пилота, лежащую на ручке газа. Голову летчика закрывало изголовье кресла и бронестекло фонаря.
Емкость топливных баков увеличили. Теперь самолет брал 265 л топлива вместо 240. Одновременно емкость разделительного бака уменьшили до 10 л. Баки были самогерметизирующимися: снаружи и изнутри их выстилал слой резины толщиной 2 мм, кроме того, внутри бак выстилался слоем аназотовой губки толщиной 5,5 мм. У первого прототипа защита баков в крыльях была слабее, а разделительный бак вовсе оставался незащищенным.
Самолет оснастили приспособлениями, облегчающими работу пилота. В числе прочих можно назвать автомат регулировки температуры воды АРТ-41, который избавил летчика от необходимости постоянно следить за указателем температуры. Эргономичное расположение рукоятки газа и регулятора шага винта также упростило управление самолетом.
Наконец была решена проблема с перегревом мотора. Благодаря новым маслорадиатору ОП-555 и водяному радиатору ОП-554 (заслонка теперь была опущена до 385 мм вместо прежних 270 мм) самолет получил возможность неограниченно долго лететь с максимальной скоростью.
Пушку ШВАК заменили более легкой ША-20М с боекомплектом 110 выстрелов, а один УБ заменили двумя УБС (150 выстрелов на ствол). Примитивный прицел заменили колиматорным ПБП-1а.
Снаружи второй прототип отличался отсутствием выступающего за пределы обтекателя втулки фиксатора для подключения внешнего стартера. Отсутствовала антенная мачта. Радиостанция РСИ-4 благодаря новой двух-лучевой антенне и тщательной экранизации стала работать гораздо стабильнее. Кнопку включения радиостанции разместили на рукоятке газа. Это необычайно простое решение также заметно упростило работу пилота.
Двигатель после повторного форсирования получил обозначение М-105ПФ2. Самолет оснастили пропеллером ВИШ-105СВ-01.
Наконец следует сказать, что все эти переделки никак не отразились на массе самолета, она составляла 2660 кг.
«Дублер» проходил заводские испытания в период с 20 по 30 сентября 1943 года. Самолетом управлял П. Федоров. Государственные испытания прошли с 6 по 15 октября, на этот раз летчиком был А. Прошаков. Сравнительные испытания Як-1М с немецкими Bf 109G-2 и Fw 190A-4 показали превосходство «Яка», который уступал немецким машинам лишь в скорости горизонтального полета на высотах более 6000 м. «Дублер» развивал 570 км/ч у земли и 651 км/ч на высоте 4300 м. Высоту 5000 метров истребитель набирал за 4,1 мин. Дальность полета на экономическом режиме работы двигателя достигала 900 км. Самолет обладал хорошей маневренностью, был прост в пилотировании. Им мог управлять летчик средней квалификации.
Для начала серийного выпуска нового самолета нужно было получить положительные результаты испытания повторно форсированного двигателя. Двигатель оказался достаточно надежным и получил рекомендацию к серийному производству под обозначением М-105ПФ2. Выпуск мотора организовали на заводах № 16 и 26. Лишние моторы устанавливали на ЛаГГ-3 и другие машины. 26 октября 1943 года ГКО постановил начать серийный выпуск нового истребителя, заменив его обозначение с Як-1М на Як-3. Несмотря на генетическую связь со своим «предком», новый самолет имел слишком много совершенно новых узлов. Потребовалась перенастройка сборочных линий и массовый выпуск начался лишь через полгода. Кроме саратовского завода к выпуску Як-3 подключили тбилисский завод № 31, до этого времени выпускавший истребители ЛаГГ-3. Серийное производство Як-3 в Саратове началось в марте, а в Тбилиси в апреле 1944 года.
Поделиться книгой: