Авиация Второй мировой |
* На скорости, составляющей 90% от максимальной.
Як-1 (зимний)
Вопросы, связанные с зимней эксплуатацией самолета, были в основном решены зимой 1940-1941 гг. По приказу наркома авиапромышленности от 14 января 1941 г. все Як-1 с 20 января выпускались с утепленными водо- и маслосистемами. По этому же приказу в экспериментальном порядке на заводе № 301 установили и испытали в маслосистеме дополнительные шунтовые линии и редукционные клапаны, которые позволили производить запуск мотора даже при полностью замороженном маслорадиаторе. Но отсутствие лыжного шасси ограничивало применение Як-1 с полевых аэродромов, которые не расчищались в зимнее время от снега. Оснащение Як-1 лыжным шасси технически было очень сложно, потому что лыжи должны были убираться в полете. Однако на решение этой задачи по нормам военного времени отвели всего две недели. По приказу наркома от 13 августа 1941 г. конструкторы новых серийных самолетов должны были к 25 августа представить на утверждение заместителям наркома П.В.Дементьеву, А.С.Яковлеву, П.А.Воронину чертежи конструкции лыж для своих самолетов, а к 1 сентября изготовить образцы зимних лыж, проверить их статическими испытаниями и продувками в аэродинамической трубе. И, вдогонку, приказом, вышедшим 15 августа 1941 г., предписывалось унифицировать лыжи по полозу, кардану и амортизатору для истребителей МиГ-3, Як-1, Як-7, ЛаГГ-3. КБ, возглавляемое А.С.Яковлевым, эти приказы не застали врасплох. Во-первых, И-26-I уже эксплуатировался на лыжах, правда неубирающихся. А во-вторых, Главный конструктор КБ, являясь далеко не последней фигурой в наркомате, заблаговременно ощущал все новые веяния, идеи, предложения и мог реагировать на них с опережением событий. Поэтому уже 15 августа (всего через два дня после появления приказа) начались натурные испытания Як-1 с лыжным шасси в аэродинамической трубе Т-101 ЦАГИ. Эти испытания, закончившиеся 28 августа 1941 г., показали, что при оптимальной форме лыж можно ожидать уменьшения максимальной скорости примерно на 12 км/ч. Полетный вес при этом возрос, в результате чего наши машины по характеристикам стали несколько уступать самолетам других стран, которые летали весь год с колесным шасси и поэтому не имели потерь в скорости и маневренности. Тем не менее на основании исследований в ЦАГИ была подобрана оптимальная, с точки зрения как аэродинамики, так и производства, форма лыж, и, согласно приказу наркома от 4 ноября 1941 г., завод № 292 во второй половине ноября приступил к их изготовлению. По постановлению ГКО, HКАП обязан был в двухнедельный срок спроектировать, изготовить и представить ВВС убирающийся, унифицированный по полозу, кардану и амортизатору тип лыж для самолетов МиГ-3, Як-1, Як-7 и ЛаГГ-3. (Впервые в семействе Як-1 лыжи использовались в первый период заводских испытаний И-26-1 в начале 1940 г.). Чертежи лыж для серийных самолетов Як-1 и Як-7 были изготовлены ОКБ А.С.Яковлева и переданы серийным заводам. Лыжа - двухлонжеронная, шириной 620 мм и длиной 1650 мм. Общая площадь двух основных лыж - 2,04 мГ. Хвостовая лыжа - убирающаяся, ее конструкция - общая для всех истребителей. Массы двух основных лыж - 123 кг, хвостовой - 6 кг. Опыт применения Як-1, Як-7, ЛаГГ-3 и МиГ-3 показал, что установка на наших самолетах лыж ставила их в невыгодное положение по отношению к самолетам противника, которые летали круглый год с колесами и поэтому не имели потерь скорости. Как и ожидалось, летные данные машины с лыжным шасси ухудшились. На контрольных испытаниях, проведенных в НИИ ВВС КА с 7 марта по 2 апреля 1942 г., самолет Як-1 серийный номер 3855 с лыжами развил скорость 532 км/ч, что было меньше на 27 км/ч, чем у прошедшего ранее контрольные испытания однотипного серийного самолета с колесным шасси. Это объяснялось, главным образом, увеличением аэродинамического сопротивления из-за неплотного прилегания лыж к крылу и увеличения полетной массы самолета. Увеличение длины разбега и уменьшение длины пробега являлись следствием более высокого коэффициента трения лыж о снег, чем колес о землю. Зимняя меловая окраска увеличивала шероховатость поверхности и, как следствие, тоже снижала максимальную скорость на 7...10 км/ч и несколько ухудшала остальные летные характеристики. Однако при зачистке ("прошкуривании") поверхности самолета ее сопротивление становилось практически таким же, как до нанесения зимней окраски. По технике пилотирования Як-1 с лыжным шасси и зимней окраской в основном не отличался от Як-1 с колесным шасси. Что же касается посадки, то она стала даже проще, так как в случае ошибок (например, посадки с креном на лыжи) самолет почти не "козлил", как в случае с колесным шасси. К тому же противокапотажный угол стал больше по крайней мере на 3° и составлял 28,5°. Поэтому опасность капотирования самолета на пробеге, несмотря на более сильное торможение, практически полностью исключалась. Проблемы возникали и при эксплуатации лыж в частях. По свидетельству Б.Н.Еремина, командира эскадрильи 296-го иап, а впоследствии командира 31-го гиап, "иногда в бою от резких эволюции машины лыжи сходили с замков и самолет забрасывало, что делало его почти неуправляемым. Много хлопот было у техников, поскольку при посадке кронштейны, на которых крепились лыжи, быстро выходили из строя". Ночами, при сильных морозах, при отсутствии запасных частей и инструментов техники снимали лыжи, заваривали трещины во втулках кабанов лыж. Однако это не гарантировало исправной работы, и после первой же посадки трещины в них могли появиться опять. Отчасти здесь была и вина завода. Ограниченный сроками, он был вынужден доводить лыжное шасси по ходу производства. К моменту выявления причин трещин кабана и отработки кинематики лыжного шасси уже был выпущен 581 комплект с многочисленными отличиями друг от друга. К зиме 1942-1943 гг. на заводе № 292 было отработано новое лыжное шасси с кабаном конструкции Жохова. Но наученное горьким опытом применения истребителей на лыжах, ухудшавших значительно их боевые качества, командование ВВС приняло решение лыжи снять, а аэродромы в зимнее время укатывать. Всего с сентября 1941 г. по 25 февраля 1942 г. было выпущено на лыжах около 830 самолетов Як-1. После этого лыжи использовались лишь на некоторых северных участках фронта. Отказ от лыж потребовал расчистки аэродромов от снега, чего раньше у нас не делалось. Это возложило на БАО (батальоны аэродромного обслуживания) дополнительную большую ответственность за подготовку полевых аэродромов к полетам, потребовало разработки специальных средств расчистки ("гладилок" скребков, снегоочистителей), но зато позволило самолетам иметь свойственные им летные характеристики. Пытаясь удовлетворить противоречивым требованиям ВВС (обеспечить взлет истребителей зимой с нерасчищенных аэродромов без ухудшения летных данных), летчик НИИ ГВФ Б.К.Кондратьев в конце 1941 г. предложил идею "взлетных лыж", сбрасываемых после разбега и отрыва. Это позволяло выполнять полеты с неподготовленных аэродромов при любом снежном покрове. Посадка производилась с обычным колесным шасси, позволявшим садиться на снег глубиной, как выяснилось при испытаниях, в половину диаметра колеса. Во взлетные переделывались обычные лыжи. Они оборудовались специальным гнездом из передней и боковых дощатых стенок конструкции инженера-пилота А.М.Тетерюкова. Сброс выполнялся очень просто: по мере отрыва колеса выходили из гнезд вверх и лыжи оставались на снегу. С отказом от лыжного шасси на самолетах ВВС значение взлетных лыж уменьшилось, но они были незаменимы при эвакуации совершившего вынужденную посадку на снег самолета.
Як-1Б
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.
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.
Подробно
Сравнительный анализ конструкций и ЛТД советских и германских истребителей, принимавших участие в ВОВВячеслав КондратьевПервым 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
|