Авиация Второй мировой

Home English

Як-1

Yakovlev Yak-1
  • Истребитель
  • Первый полет: 1940
  • ОКБ Яковлева

К 1939 г. советское опытное самолетостроение оказалось в ситуации близкой к кризисной. Сказалась дезорганизующая роль репрессий, обрушившихся на отрасль в 1937-1938 гг. Кроме того, качественно новый уровень техники требовал новых технологий и материалов, новой организации производства и более широкой экспериментальной отработки. В области технологии и авиационных материалов Советской Союз еще отставал от передовых стран, что особенно сильно сказывалось на моторостроении, поскольку путь лицензионного производства и последующего совершенствования лучших иностранных моторов, весьма распространенный во всем мире, уже исключался ввиду резко обострившейся международной обстановки. Помимо этого, ведущий авиационный научный центр - ЦАГИ. созданный еще в 20-х годах в Москве уже не мог в полном объеме обеспечить конструкторов экспериментальным материалом. Новый ЦАГИ, с его уникальными аэродинамическими трубами и стендами прочности, еще строили. Он был готов только к 1939-1940 гг.

К 1939 г. отставание советской авиации стало очевидным. Оно заключалось не столько в отсутствии в составе ВВС новых самолетов, сколько в том, что такие самолеты, за небольшим исключением, не были даже разработаны и испытаны. В первой половине 1939 г. руководство страны провело два широких совещания с привлечением работников наркомата авиационной промышленности, научных институтов, летчиков и военных специалистов. В результате был выработан комплекс мероприятий для скорейшей ликвидации отставания в области авиации. Одним из таких мероприятий была организация ряда новых конструкторских бюро. Началась чрезвычайно напряженная, можно даже сказать авральная, работа по созданию нового поколения советских самолетов.

Одним из первых удачных новых самолетов стал истребитель А.С. Яковлева И-26. Он вышел на испытания в январе 1940 г. Само лет представлял собой свободнонесущий моноплан смешанной конструкции, хорошо приспособленной к условиям массового производства. Мотор жидкостного охлаждения М-105П. Вооружение состояло из одной пушки ШВАК калибра 20 мм, стрелявшей через полый вал редуктора винта, и двух синхронных скорострельных пулеметов ШКАС калибра 7,62 мм. Отличительной особенностью этого самолета, как, впрочем, и других боевых самолетов А.С.Яковлева периода войны, был малый вес, хорошая устойчивость и простота пилотирования.

После испытаний и необходимых доработок И-26 запустили в серию и вскоре присвоили ему марку Як-1. В первой половине Великой Отечественной войны этот самолет стал одним из основных новых советских истребителей, а всего за 1940-1944 гг. было выпущено 8720 самолетов этого типа.

В первые полтора года войны Як-1 был лучшим советским истребителем. В нем гармонично сочетались высокие летные характеристики и вооружение. По сравнению с основным истребителем гитлеровской Германии Мессершмитт Bf-109E, Як-1 имел превосходство в скорости и всех видах маневра. Однако, с появлением более совершенного Bf-109F летные данные Як-1 стали уже недостаточны. Тогда по инициативе КБ А.С.Яковлева и НИИ ВВС была проведена модификация мотора, благодаря чему на небольших высотах, т.е. как раз там, где и велись в основном воздушные бои, мощность мотора существенно возросла. Истребитель Як-1 с новым форсированным мотором, имевшим обозначение М-105ПФ, строился серийно с лета 1942 г. По скорости на малых и средних высотах этот самолет не уступал основным немецким истребителям Bf-109F и G, по маневренности превосходил их, но немного уступал в скороподъемности.

Вооружение. Одна пушка ШВАК 20-мм с боекомплектом 220 патронов, 2 пулемета ШКАС калибра 7,62-мм с боезапасом 1500 патронов.

В ходе серийного производства Як-1 неоднократно модифицировался. Одновременно со сменой мотора изменили и вооружение: вместо двух ШКАС поставили гораздо более эффективный крупнокалиберный (12.7 мм) пулемет УБ. Затем усовершенствовали аэродинамику, установили радио и улучшили обзор верхней полусферы из кабины летчика. Все проводимые мероприятия позволяли непрерывно поддерживать высокие боевые качества Як-1, и этот истребитель состоял на вооружении советских ВВС до конца войны.


Истребители начала ВОВ
Як-1 Як-1 Як-7б МиГ-3 ЛаГГ-3
Год выпуска 1941 1943 1943 1941 1941
Геометрия
Длина самолета, м 8.48 8.48 8.48 8.25 8.81
Размах крыла, м 10.0 10.0 10.0 10.2 9.81
Площадь крыла, м² 17.15 17.15 17.15 17.44 17.62
Массы, кг
Взлетный вес 2858 2884 3005 3300 3280
Силовая установка
Мотор М-
105П
М-
105ПФ
М-
105ПФ
АМ-
35А
М-
105П
Мощность, л.с. 1100 1210 1210 1350 1100
Лётные данные
Max скорость, км/ч у земли 480 501 531 472 474
на высоте 577 592 588 622 549
м 4950 4100 3860 7800 5000
Время набора высоты 5 км, мин 9.2 6.2 6.6 5.7 7.4
Практический потолок, м 10000 12500 10200 11500 9300
Дальность полета*, км 700 625 600 630 700
Вооружение
Число пушки 1 1 1 - 1
пулеметы 2 1 2 3 3

* На скорости, составляющей 90% от максимальной.

Фото Описание
Схема Як-1 Схема Як-1
И-26 на летном поле НИИ ВВС И-26-2 на летном поле НИИ ВВС во время Государственных испытаний.
Як-1 № 0105 в необычном камуфляже Як-1 № 0105 в довольно необычном камуфляже.
Як-1 Яковлев Як-1

Як-1Б

Истребитель

Як-1б стал квинтэссенцией всех работ по улучшению Як-1 в 1942 г. Начало им было положено в ЦАГИ, где с 24 мая по 10 июня 1942 г. велись исследования с целью изыскания путей повышения эффективности водо- и маслорадиаторов, а с 20 по 26 июля 1942 г.- с целью разработки мероприятий по повышению максимальной скорости. Ведущий инженер исследований - А.И.Сильман (ведущий инженер по Як-1 1-й лаборатории ЦАГИ). Эти работы показали, что достаточно простыми и доступными для серийного производства средствами (герметизацией и изменением форм туннелей масло- и водорадиаторов, улучшением форм всасывающего и выхлопных патрубков, герметизацией фюзеляжа) можно увеличить максимальную скорость на 25-28 км/ч, а если обеспечить уборку хвостовой опоры и полное закрытие куполов шасси, то - на 33-38 км/ч.

По рекомендациям ЦАГИ в ЛИИ НКАП был переоборудован и в августе-сентябре 1942 г. прошел летные испытания Як-1 No. 0868 с мотором М-105ПФ. В его конструкцию с целью улучшения работы систем охлаждения воды и масла и увеличения максимальной скорости были внесены следующие изменения.

1. По водорадиатору:

изменен профиль верхней передней стенки входной части туннеля;

увеличен ход регулирующей заслонки на 50 мм (до 350 мм);

произведена герметизация туннеля.

2. По маслорадиатору:

уменьшена на 40 % площадь входной части туннеля и сам туннель удлинен до 225 мм;

удлинена выходная часть туннеля до 410 мм, а профиль ее верхней стенки выполнен более плавным;

увеличен ход регулирующей заслонки на 80 мм (до 340 мм);

произведена герметизация туннеля.

3. Изменена форма сечения и расположение всасывающего патрубка нагнетателя.

4. Установлены обтекатели на выхлопные патрубки, на выход трубы продувки картера мотора и кронштейны управления элеронами.

5. Установлен обтекатель-козырек на сдвижную часть фонаря кабины.

6. Произведена герметизация фюзеляжа (загерметизирована противопожарная перегородка, установлены фанерная перегородка за бронеспинкой и матерчатая - за водорадиатором).

7. Установлен обтекатель входного отверстия кожухов пулеметов и заделаны патрубки для отвода пороховых газов.

8. Изменено сопряжение хвостового оперения с фюзеляжем.

9. Уменьшены до 6-7 мм щели между крылом и элеронами.

По результатам испытаний внесенные в конструкцию изменения дали прирост скорости на 23 км/ч (у машины No. 0868 на высоте 3500 м скорость стала 594 км/ч, а у серийного Як-1 на высоте 3650 м - 571 км/ч). Скороподъемность осталась без изменений. Увеличение скорости можно было считать гарантированным, поскольку на испытания Як-1 No. 0868 поступил после эксплуатации в части, т.е. с полным набором полученных ухудшений аэродинамических форм: нарушениями лакокрасочного покрытия, вмятинами в металлических деталях, плохой подгонкой лючков и зализов.

Характеристики Як-1Б (1942)
Экипаж 1
Размеры
Размах крыла, м 10,00
Площадь крыла, м² 17,15
Длина самолета, м 8,48
Силовая установка
1 × ПД М-105ПФ, мощностью л.с. 1 × 1180
Массы и нагрузки, кг:
Пустого самолета 2394
Нормальная взлетная 2883
Летные данные
Максимальная скорость, км/ч 592
у земли 531
Практическая дальность, км 700
Практический потолок, м 1050
Вооружение
Одна 20-мм пушка ШВАК и один 12,7-мм пулемет

Тактические качества Як-1 возросли настолько, что А.С. Яковлев 1 июля 1942 г. обратился к наркому авиационной промышленности с просьбой о выпуске войсковой серии в 20 самолетов с аналогичными изменениями и отправке их на фронт для проверки в боевых условиях.

Преимущества были столь очевидны, что войсковую серию строить не стали. Постановлением ГКО от 11 августа 1942 г. было дано распоряжение директору завода No. 292 о внедрении в серию изменений, опробованных на Як-1 No. 3560. Кроме того, постановлением предусматривалась установка на модифицированных "яках" маслорадиатора по типу Як-7, винта ВИШ-105, всасывающего патрубка нагнетателя с пылефильтром конструкции ЦАГИ и убирающейся хвостовой опоры. Сроки устанавливались следующие: первые 10 машин изготовить в сентябре, 100 машин - в октябре, а с ноября выпускать только новые Як-1 (позже приказом наркома авиационной промышленности от 2 октября 1942 г. полный переход на выпуск "яков" с улучшенным обзором предписывалось начать с 10 октября).

С заданием завод справился. Оговоренное постановлением количество Як-1 б в заданные сроки вышло из заводских цехов. Наименование новой модификации почему-то не прижилось, хотя и употреблялось повсеместно. Наименование Як-1СБ появилось в результате ошибки военпреда УВВС ВМФ, который к секретному названию добавил открытое наименование машины СБ, употребляемое на заводе. Все нововведения внедрялись в производство постепенно, чтобы не снизить выпуска самолетов. Так, убирающуюся хвостовую опору начали ставить на Як-1 с 87-й серии, с 89-й серии появился маслоотражающий щиток, уменьшавший забрызгивание фонаря кабины маслом, новые фонарь и вооружение появились с 99-й серии. Поскольку испытания мер, предложенных ЦАГИ для улучшения аэродинамики, были закончены к 11 сентября, то их внедрение в серию тоже задержалось, началось с 15 ноября 1942 г., и проводилось также постепенно. Полностью процесс завершился примерно к 110-й серии.

Одновременно были проведены мероприятия по частичному облегчению конструкции серийных самолетов. По постановлению ГКО от 22 сентября 1942 г. с Як-1 сняли: фару с предохранителем и выключателем сети, световую сигнализацию выпущенного положения хвостовой опоры, экранирование электросети после разъемных коробок, проводку обогрева часов, штепсельную розетку хвостового аэронавигационного огня (АНО), автомат давления, манометр вооружения, устройство пневмо-перезарядки МП-20, радиополукомпас РПК-10, вариометр, трос-дублер ножного управления, концевой выключатель на секторе газа. Этим же постановлением предписывалось устанавливать на самолетах ночное светооборудование, фару, вариометр и РПК-10 только по особому заказу для самолетов ПВО. Улучшению тактических свойств самолета способствовала установка с 20 августа 1942 г. на всех Як-1 радиоприемника РСИ-4, а на каждом пятом (с 1 октября на каждом четном) - радиопередатчика РСИ-3.

Поэтому Як-1б уверенно лидировал на сравнительных контрольных испытаниях, проведенных на заводе No. 292 бригадой ЛИИ НКАП совместно с летно-испытательной группой завода. Як-1б с улучшенной аэродинамикой и штатным вооружением уступал облегченному варианту только в вертикальном маневре и во всех отношениях был лучше серийного Як-1.

Серийное производство Як-1Б началось с сентября 1942 г. в соответствии с постановлением ГКО от 11 августа 1942 г. В сентябре было выпущено 10 самолетов, а с октября выпускались только самолеты Як-1Б. Всего их было построено 4188. С 10 декабря 1942 г. по 28 января 1943 г. самолеты Як-1Б проходили войсковые испытания на боевое применение в 32 гв. иап 210 иад 3 ВА (Калининский фронт) и в 176 иап 283 иад 16 ВА (Сталинградский фронт).

За время войсковых испытаний на 58 самолетах было совершено 669 боевых вылетов с налетом 6174, проведено 38 воздушных боев, в результате которых сбито 25 самолетов противника, в том числе: Me-109F - 5, Ju-87 - 8, He-111 - 3, Hs-126 - 2, FW-190 - 6, Ju-88 - 1. Свои потери: 6 Як-1Б.

Hовая система управления огнем и кабина с улучшенным обзором задней полусферы получили высокую оценку летного состава и были приняты для установки на всех самолетах истребительного типа. Были одобрены и остальные изменения, произведенные ОКБ. Следует отметить, что еще в 1940 г. Ю.Б.Эскин, директор завода N301, в докладной на имя наркома авиационной промышленности А.И.Шахурина сообщал, что им совместно с А.С.Яковлевым проверена возможность установки на Як-1 37-мм пушки Б.Г.Шпитального. Проверка показала, что пушка калибра 37 мм не может быть установлена на Як-1, ибо для ее установки потребовалось бы изменение компоновки кабины и удлинение фюзеляжа.

В ноябре 1942 г. ЦАГИ был разработан еще один вариант формы маслорадиатора и испытан в аэродинамической трубе Т-104 на натурном образце. Применение такого маслорадиатора дало бы увеличение максимальной скорости на 6-8 км/ч. В июле 1943 г. он был внедрен в серию, и после этого к вопросам улучшения аэродинамики Як-1 не возвращались.

Фото Описание
Схема Як-1Б

Схема Як-1Б

Подробно

Сравнительный анализ конструкций и ЛТД советских и германских истребителей, принимавших участие в ВОВ

Вячеслав Кондратьев

Первым из истребителей нового поколения в январе 1940 года вышел на испытания самолет авиаконструктора А.С. Яковлева И-26, позднее переименованный в Як-1. Он имел смешанную конструкцию, в которой примерно поровну были представлены древесина и металл. Крыло цельнодеревянное, неразъемное, с сосновым лонжероном и работающей фанерной обшивкой. Каркас фюзеляжа — сварная ферма квадратного сечения из тонкостенных стальных труб с внутренними перекрестными расчалками, составлявшая единое целое с моторамой. Сверху и снизу за кабиной каркас был опрофилирован фанерными гаргротами для придания ему обтекаемой формы. Борта фюзеляжа обшиты полотном. Стабилизатор и киль так же, как и крыло, имели деревянный силовой набор и фанерную обшивку. Из дюраля выполнялись только каркасы рулей и элеронов (обшивка — полотно), съемные капоты двигателя, тоннель водорадиатора, зализы крыла и оперения, крышки люков, посадочные щитки, а также щитки, закрывающие стойки шасси в убранном положении.

Для своего времени конструкция машины была весьма архаичной и в целом соответствовала конструктивно-силовой схеме, разработанной немецким авиаконструктором Энтони Фоккером еще в годы Первой мировой войны. Та же трубчатая расчалочная ферма фюзеляжа с фанерно-полотняной обшивкой и относительно толстое цельнодеревянное свободнонесущее крыло.

Изначально И-26 проектировался под 1250-сильный мотор М-106, однако двигателестроителям так и не удалось довести его до требуемой степени надежности. Яковлеву пришлось установить на прототип своего истребителя менее мощный, но более надежный и отработанный в производстве двигатель М-105П, развивавший 1110 л. с. на высоте 2000 метров и 1050 л. с. — на 4000 метров. Таким же двигателем (или М-105ПА той же мощности) оснащались и первые серийные экземпляры Як-1.

Из положительных качеств Як-1, выгодно отличавших его от И-16, помимо существенного повышения летных данных, необходимо отметить хорошую устойчивость, легкость и простоту пилотирования, делавшие самолет доступным даже для летчиков невысокой квалификации. Яковлеву удалось найти баланс между маневренностью, устойчивостью и управляемостью, недаром он до войны специализировался в основном на учебных и спортивных машинах. К тому же взлет и посадка на «яке» были проще и безопаснее, чем на «ишаке» и на «миге».

Як-1 образца 1941 года имел взлетную массу 2950 кг (без радиостанции и оборудования для ночных полетов — около 2900 кг). Удельная нагрузка на мощность составляла 2,73 кг/л.с, а на площадь несущей поверхности — 171 кг/м². Таким образом, даже без радиосвязи самолет получился заметно тяжелее Bf 109E и F, отставая от них по энерговооруженности за счет большего веса и менее мощного мотора. В результате Як-1 проигрывал «мессершмиттам» в скороподъемности на всем диапазоне высот, а более аэродинамичному Bf 109F — еще и в скорости, хотя и не столь фатально, как И-16. Такова была неизбежная плата за простоту и дешевизну.

Несмотря на то, что время виража «яка» примерно такое же, как и у «мессера», маневренный бой для его пилота был все же более сложен и требовал повышенного внимания. Дело в том, что Bf 109 за счет автоматических предкрылков имел меньшую скорость сваливания, он устойчивее держался на крутых виражах и вертикальных фигурах пилотажа.

Отставанием ЛТХ недостатки раннего «яка» не исчерпывались. Первые серийные машины, поступавшие в авиачасти в 1941 году, были еще очень «сырыми», недоработанными и страдали множеством «детских болезней». Вот перечень конструктивных и производственных дефектов серийных истребителей Як-1 образца 1941 г., взятый из книги инженера-конструктора А. Т. Степанца «Истребители Як» (М., «Машиностроение», 1992):

— перегрев воды и масла при работе двигателя на номинальной мощности;

— выбивание масла из суфлера, уплотнений вала редуктора и других уплотнений двигателя (в полете маслом забрызгивало весь фюзеляж вплоть до хвостового оперения);

— неравномерная и неполная выработка горючего из правой и левой групп крыльевых бензобаков;

— трещины на всасывающих и выхлопных патрубках;

— утечки сжатого воздуха из пневмосистемы;

— перекос и заклинивание патронной ленты правого пулемета;

— частые перегорания сигнальных ламп;

— самопроизвольное (от вибрации) выворачивание болтов и шурупов.

Остановимся на первом пункте. На практике он означал, что из-за плохой работы системы охлаждения летчику периодически приходилось в полете сбрасывать газ и давать мотору «передышки» на несколько минут, полностью открыв заслонку радиатора, иначе двигатель в любой момент мог перегреться и заклинить. Чем это грозило в воздушном бою, говорить не приходится.

Но в ходе серийного производства конструктивные недостатки Як-1 постепенно устранялись, самолет в целом и его отдельные агрегаты становились более надежными и безотказными, хотя некоторые дефекты, например выбрасывание масла из уплотнения вала редуктора, еще долго отравляли жизнь пилотам и механикам. На капотах отдельных машин даже приходилось устанавливать самодельные щитки или козырьки, как и на МиГ-3, чтобы брызги масла не попадали на остекление кабин, ухудшая видимость.

Положение дел с радиосвязью на Як-1 поначалу было еще хуже, чем на И-16. Первая 1000 экземпляров истребителя вообще не имела радиостанций. Лишь с весны 1942 года установка радиооборудования стала более-менее распространенной, а с августа — обязательной. При этом передатчики вначале имела лишь каждая десятая машина, с августа 42-го — каждая пятая, а с октября — каждая четвертая. На остальные ставили только приемники.

Вооружение Як-1 аналогично «мессершмитту» Bf 109F — одна 20-миллиметровая мотор-пушка ШВАК (боекомплект — 120 снарядов) и два синхронных пулемета ШКАС над двигателем (по 750 патронов на каждый). Масса секундного залпа (1,99 кг) — за счет более высокой скорострельности советского оружия превышала аналогичный показатель немецкого истребителя.

К началу войны советская авиапромышленность выпустила 425 истребителей Як-1. 125 машин успели поступить в авиаполки западных приграничных военных округов, 92 из них находились в боеготовом состоянии, но почти все они были потеряны в первые дни боев. До конца 1941 г. построено еще 856 экземпляров Як-1.

Источники

  • "История конструкций самолетов в СССР,1938-1950гг." /В.Б. Шавров/
  • "Самолеты сталинских соколов" /К.Ю. Косминков, Д.В. Гринюк/
  • "Рассказы авиаконструктора" /А.С. Яковлев/
  • "Советские самолеты" /А.С. Яковлев/
  • "Я дрался на истребителе" /Артем Драбкин/
  • "Первый Як" /С. Кузнецов/
  • "Сборник иллюстраций по курсу конструкций самолетов" /М.И. Шульженко; МАИ 1954/