Тайны советского самолетостроения

* * *
Одним из экспериментов, осуществленных на Як-1, стало применение в зимнее время убираемого лыжного шасси. В период с сентября 1941 по 25 февраля 1942 года было выпущено около 830 самолетов Як-1, оборудованных лыжами. Однако опыт боевого применения показал, что даже в убранном положении лыжи создают значительное сопротивление, что ведет к ухудшению летных характеристик. Поэтому уже зимой 1942/43 года от использования лыж (кроме некоторых северных участков фронта) отказались, а снег на аэродромах стали плотно укатывать до возможности эксплуатации на штатном колесном шасси.
Одна из модификаций Як-1 была создана специально для частей противовоздушной обороны. Выпущенный в период 1943–1944 годов в количестве 385 машин Як-1 М-105ПФ МПВО отличался от фронтового истребителя наличием дополнительного оборудования для полетов ночью и в сложных метеоусловиях: фары, вариометра, авиагоризонта, радиополукомпаса.
Дополнительные надежды при совершенствовании Як-1 возлагались на новый двигатель M-106, оснащенный турбонаддувом, благодаря чему его мощность возросла до 1350 л.с. Опытный самолет с двигателем М-106 показал увеличение 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, скороподъёмность при этом увеличилась с 800 до 892 м/мин. Однако, как и при испытаниях опытного И-26, конструкторы столкнулись с проблемой перегрева двигателя при длительном полете на высоких оборотах, решить которую так и не удалось. В начале 1943 года было построено 47 самолетов Як-1 М-106, из которых были приняты лишь 19. Устранить дефект в результате так и не удалось.
Появление новых типов истребителей вызвало необходимость создания нового самолета для подготовки летчиков. Эту задачу также поручили Яковлеву как уже имеющему опыт создания учебно-тренировочных машин. Выпуск имеющего двухместную кабину с двойным комплектом управления и вооруженного одним пулеметом ШКАС УТИ-26, в серии получившего наименование Як-7УТИ, начался в апреле 1941 года. В течение полугода было выпущено 186 самолетов, использовавшихся не только как учебные, но и в качестве разведчиков. Позже выпуск учебного самолета был возобновлен под наименованием Як-7В «вывозной» в упрощенном варианте – без вооружения и с неубирающимся шасси. В период с марта 1942 года до декабря 1943 года было построено 510 экземпляров, 87 дополнительно переоборудовано из истребителя Як-7Б.
Летные данные нового учебного самолета оказались столь многообещающими, что по инициативе инженера К.В. Синельщикова, занимавшегося вопросами организации серийного производства Яков, одна из машин была переоборудована в одноместный истребитель. С самолета сняли второй комплект оборудования и средств управления, установили бронеспинку, протектированые бензобаки, вооружили истребитель мотор-пушкой ШВАК и двумя синхронными пулеметами ШКАС, кроме того, предусмотрели пусковую установку шести реактивных снарядов РС-82. Оказалось, что по сравнению с Як-1 новый самолет, получивший название Як-7, имел лучшую продольную устойчивость и управляемость, усовершенствованную конструкцию шасси. Образовавшееся пространство вместо кабины инструктора теперь могло использоваться для перевозки имущества или военнослужащих-техников при перебазировании, размещения дополнительного топливного бака и оборудования, а боевых условиях и для спасения своих товарищей, совершивших вынужденную посадку или будучи сбитыми, выбросившихся с парашютом.
Выпуск истребителя Як-7 был начат уже в августе 1941 года. Параллельно в конструкцию вносились изменения, касавшиеся как самолетных систем, так и аэродинамических свойств, в том числе: убирающимся сделано хвостовое колесо, установлены дополнительные щитки, закрывающие ниши основного шасси в убранном положении; фонарь задней кабины заменен откидывающимся фанерным колпаком, изменена конструкция газоотводных труб пулеметов, установлено управление форсажом двигателя; установлена система заполнения бензобаков нейтральным газом и ряд других доработок.
В период с января по май 1942 года было построено 277 усовершенствованных истребителей Як-7А. С апреля по июль выпускалась также модификация Як-7Б с улучшенной аэродинамикой и 12,7-мм пулеметами УБС. Еще одним новшеством стала установка дополнительного 80-л бака на месте задней кабины. Впрочем, к наличию не имеющего защиты бака с горючим у себя за спиной летчики отнеслись крайне отрицательно, и еще до того, как было отдано соответствующее официальное указание, в частях его массово демонтировали.
Совершенствование Як-7 во многом осуществлялось аналогично Як-1, а местами и предшествовало ему. Так, помимо замены пулеметов ШКАС на пару БС, в результате чего вес секундного залпа достиг внушительной величины 2,72 кг, в середине 1942 года самолет получил более мощный мотор МП-105ПФ, а впоследствии и новый каплевидный фонарь.
В то же время Як-7 оказался не лишен множества недостатков. Из-за смещения центра тяжести самолет был склонен к капотированию при пробеге, кроме того, не были устранены и изначально характерные для Яков дефекты – такие как забрызгивание козырька фонаря маслом или неудовлетворительная работа систем охлаждения воды и масла, ограничивающие возможность эксплуатации двигателя на максимальной мощности. Тем не менее выпуск Як-7Б М-105ПФ продолжался с мая 1942 года и по июль 1944 года, составив 5120 машин.
В целом же было создано 18 основных модификаций, связанных с изменениями конструкции планера, силовой установки, состава вооружения и оборудования, из которых 10 выпускались в серии.
Одна из серийных модификаций, в небольших количествах строившаяся для нужд ПВО, оснащалась радиополукомпасом и прожектором на левом крыле.
Около 350 Як-7Б М-105ПФ были оснащены кронштейнами для установки в задней кабине авиационных фотоаппаратов (кроме того, в полу кабины прорезалось «окно»), предполагая возможность использования в качестве разведчиков.
В соответствии с уже упоминавшимся приказом Наркомата авиационной промышленности № 438 в конце 1941 года был построен и истребитель с двигателем воздушного охлаждения М-82. Вооружение самолета состояло из двух пушек ШВАК, причем имевших непривычное для советских истребителей расположение – в крыльях – и синхронного пулемета БС.
Попытка оказалась неудачной: в период с 23 января по 13 марта 1942 года было произведено всего 17 полетов, сопровождавшихся частыми отказами недоработанных двигателей, масляной и топливной систем. Кроме того, конструкция самолета не позволяла установить винт оптимального диаметра 3,2 метра, при взлете «цеплявшего землю», а при применении винта меньшего размера значительно снижалась эффективность более мощного мотора. В результате полученные данные незначительно отличались от характеристик серийной машины, и уже в марте работу над Як-7М-82 прекратили.
В мае 1942 года на базе Як-7Б с новым крылом, в котором использовались лонжероны из дюралюминия, был построен опытный самолет, которому отводилась роль дальнего разведчика с возможностью включения в экипаж наблюдателя (или перевозки пассажира) либо установки вместо второго сиденья авиационного фотоаппарата. На самолете было установлено 11 бензобаков общей емкостью 925 л (690 кг), что дало возможность увеличить дальность полета до 2285 км (при этом самолет находился в воздухе около 6,5 часа). Вооружен разведчик был одно пушкой ШВАК.