СЛАВНЫЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКИ

Истребитель Ла-9.

В 1939 г. молодые инженеры С. А. Лавочкин, В. П. Горбунов и М. И. Гудков спроектировали новый скоростной истребитель-моноплан. В его конструкции преобладало дерево, причём для наиболее ответственных узлов применили «дельта-древесину» — то же дерево, но пропитанное синтетической смолой и прессованное при повышенной температуре. «Дельта-древесина» не горела, а её предел прочности приближался к показателям алюминиевых сплавов.

Новый самолёт, названный И-301, вышел на испытания в марте 1940 г. После некоторой доводки удалось получить максимальную скорость 605 км/ч — больше, чем у конкурировавшего с И-301 истребителя И-26 конструкции А. С. Яковлева (будущего Як-1). Вкупе с более мощным вооружением это послужило достаточным основанием для запуска машины в серийное производство под названием ЛаГГ-3 на заводе № 21 в Горьком (ныне Нижний Новгород). Лавочкина назначили главным конструктором размещённого там ОКБ-21. Позже ЛаГГ-3 строили ещё три предприятия. Серийные машины заметно потяжелели и изрядно потеряли в лётных данных; их скорость не превышала 550 км/ч. Опыт боевого применения ЛаГГ-3 в ходе Великой Отечественной войны выявил немало недостатков, одним из наиболее важных сочли неудовлетворительную тяговооружённость. Мотор М-105П, созданный под руководством В. Я. Климова, развивал максимальную мощность 1100 л.с., после форсирования по наддуву М-105ПФ стал давать 1260 л.с. Но и этого не хватало.

Авиаконструктор С. А. Лавочкин (1900–1960)

Уже с конца 1941 г. конструкторы начали искать альтернативу климовскому двигателю. Одним из наиболее перспективных вариантов был 14-цилиндровый двухрядный звездообразный мотор М-82 воздушного охлаждения, созданный конструкторским бюро А. Д. Швецова. Он имел номинальную мощность 1400 л.с., кратковременно же мог дать до 1700 л.с. Успешно решив задачу сопряжения звездообразного М-82 с фюзеляжем ЛаГГ-3, рассчитанным на узкий V-образный мотор жидкостного охлаждения, конструкторы получили весьма удачный истребитель. Его опытный образец сразу показал на испытаниях 600 км/ч. Отказ от жидкостного охлаждения позволил убрать радиатор и водяные магистрали и, как следствие, повысил боевую живучесть машины. Сначала самолёт называли ЛаГГ-3 М-82, затем ЛаГГ-5, ЛаГ-5 и, наконец, Ла-5.

С июня 1942 г. в Горьком Ла-5 собирали параллельно с ЛаГГ-3, а затем они полностью вытеснили последние. Истребитель постепенно совершенствовался. В частности, вскоре внедрили моторы М-82Ф, а с апреля 1943 г. в производстве находились Ла-5ФН. На них монтировали двигатели М-82ФН с непосредственным впрыском топлива, развивавшие 1850 л.с. Серийные машины этой модификации имели максимальную скорость около 610 км/ч.

Однако, в планере Ла-5ФН металл по-прежнему использовали минимально. Переход с деревянной конструкции на металлическую позволил бы существенно облегчить машину и при том же двигателе улучшить её лётные данные. Но алюминия и легированных сталей в стране не хватало. Как только представилась возможность, Лавочкин стал внедрять в конструкцию металлические элементы. Начали с лонжеронов крыла. С марта 1944 г. часть Ла-5ФН выпускалась как «тип 41» с лонжеронами, имевшими полки из легированной стали и стенки из алюминиевых сплавов. Такие истребители были легче своих деревянных «собратьев» и превосходили их во всех отношениях.

На базе планера «тип 41» был разработан «эталон 1944 г.», у которого двигатель остался тот же, но мотоустановка претерпела существенные изменения: переделали раму, переместили воздухозаборники и масляный радиатор, ввели индивидуальные выхлопные патрубки и новый винт ВИШ-105В-4. Если у Ла-5ФН вооружение состояло из двух 20-мм пушек СП-20 (ШВАК), то на «эталоне» монтировались уже три облегчённых УБ-20 такого же калибра.

Истребитель ЛаГГ-3 с мотором М-105ПФ, май 1942 г.

Истребитель Ла-5ФН, 1943 г.

Истребитель Ла-7 на испытаниях, 1944 г.

В феврале 1944 г. «эталон 1944 г.» показал на испытаниях скорость 680 км/ч. С лета того же года истребитель запустили в серийное производство под обозначением Ла-7; он строился на двух заводах до конца 1946 г.

Серийные машины имели максимальную скорость 650–660 км/ч. На малых и средних высотах Ла-7 мог успешно вести бой с любым отечественным или зарубежным истребителем. Но Лавочкину хотелось большего…

 

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ЭТАП — САМОЛЁТЫ «120» И «126»

Все Ла-7 собирали с моторами АШ-82ФН (так с марта 1944 г. именовался М-82ФН). Летом 1944 г. прошёл стендовые испытания новый мотор АШ-83. По сравнению с предшественником его взлётная мощность возросла незначительно, всего на 50 л.с. (менее 3 %), но в совокупности с боевым режимом и большей высотностью он обещал заметное улучшение лётных характеристик самолёта. Лавочкин немедленно опробовал АШ-83 на Ла-7. В августе опытный истребитель с этим двигателем впервые преодолел 700-километровый рубеж скорости.

Вслед за этим перспективный, как казалось, мотор смонтировали на новом истребителе «120». Этот самолёт внешне почти не отличался от Ла-7, но если заглянуть под обшивку, то можно было обнаружить немало узлов из металла, снизивших вес планера почти на 150 кг. У Ла-5ФН и всех предшествовавших машин Лавочкина фюзеляж делился на раму-лафет в передней части и деревянный монокок сзади, выклеивавшийся из шпона. На самолёте «120» применили более рациональную конструкцию фюзеляжа: появился разъём за пилотской кабиной. Спереди от него находилась цельнометаллическая секция, а сзади — деревянная. Это позволило расширить кабину пилота. Крыло стало однолонжеронным, а не двухлонжеронным, как у ЛаГГ-3 и Ла-5. Вес одного его квадратного метра снизился до 22 кг (для сравнения: у Ла-5 — 23,8 кг, у немецкого истребителя Мессершмитт Bf 109G-2 — 22 кг, у американской «Аэрокобры» — 21,4 кг). Шасси облегчили на 22 кг.

Истребитель «120» на испытаниях.

Мотор АШ-83.

Замена 20-мм пушек СП-20 на НС-23С калибра 23 мм, установленных на новом ферменном лафете, увеличила секундный залп бортового оружия почти в полтора раза. Но, пожалуй, самым важным отличием стало впервые применённое крыло с ламинарным профилем, позволившее увеличить максимальную скорость на 20 км/ч.

Испытания самолёта «120» начались в январе 1945 г., а в июле на нём достигли скорости 735 км/ч, что на 24 км/ч превышало аналогичный показатель опытного образца Ла-7 с таким же мотором. И всё это на номинальном режиме работы двигателя, а ведь у него имелся резерв — боевой режим, который, правда, так и не довелось опробовать. АШ-83 требовал доводки, за время испытаний на истребителе сменили пять моторов. Видимо, это обстоятельство и стало причиной прекращения дальнейшей работы над этим двигателем. Поскольку АШ-83 не смог достичь требуемого уровня надёжности, его выпуск довольно быстро прекратили. После войны ряд технических решений, опробованных на нём, использовали при создании двигателя АШ-82Т. Так АШ-83 решил судьбу самолёта «120», построенного всего в двух экземплярах.

Один из них в 1945 г. превратили в «полуреактивный» истребитель «120Р». При его проектировании использовали опыт, полученный при испытаниях более ранних аналогичных машин Ла-7Р-1 и Ла-7Р-2. Поршневой мотор дополнили ЖРД РД-1ХЗ, установленным в хвостовой части фюзеляжа. ЖРД, развивавший тягу в 300 кг, позволял ненадолго, но значительно увеличить скорость самолёта; при этом возрастала и скороподъёмность. Такой истребитель мог быть использован как перехватчик малого радиуса действия для защиты особо важных объектов. По замыслу конструкторов, «полуреактивный» самолёт должен был быстро набирать высоту и догонять противника. Но после израсходования горючего и окислителя ЖРД и его баки становились бесполезным грузом, ухудшая лётные данные машины. Кроме того, для размещения баков для ЖРД приходилось частично жертвовать запасом бензина для поршневого мотора. Это ограничивало дальность полёта.

Самолёт «120Р» на испытаниях.

Запуск жидкостного ракетного двигателя РД-1ХЗ.

Жидкостный ракетный двигатель РД-1ХЗ (без обтекателя) в хвостовой части перехватчика «120».

Двигатель РД-1ХЗ работал на керосине и азотной кислоте, подававшихся из отдельных баков насосным агрегатом, приводившимся от мотора АШ-83. Буквы «ХЗ» означали «химическое зажигание» с помощью самовоспламеняющихся компонентов. Бак окислителя, вмещавший 270 кг азотной кислоты, находился в центроплане, а бак горючего (на 60 кг керосина) — в правой консоли крыла. Этого хватало на 3–3,5 мин полёта. При этом запас бензина сократился до 210 кг. Управление ЖРД осуществлялось с помощью рычага газа и пускового крана (вентиля).

Прежде чем установить на самолёт «120» двигатель РД-1ХЗ, машину пришлось основательно перекомпоновать и полностью заменить хвостовую часть фюзеляжа вместе с оперением. Для компенсации дополнительного веса вместо одной из пушек НС-23 поставили более лёгкую Б-20. Мотор АШ-83 для сохранения центровки сместили на 70 мм вперёд. Для той же цели «переехали» на другие места аккумулятор, маслобак и воздушный баллон. Внесли и кое-какие другие, более мелкие изменения. В результате появился самолёт «120Р».

Несмотря на использование в силовой установке таких кислотостойких материалов, как чистый алюминий и его сплавы, а также нержавеющая сталь, агрессивная кислота, попадая на некоторые агрегаты и узлы, безжалостно их разъедала, приводя в негодность. Подготовка самолёта к полёту была сопряжена с постоянной опасностью, особенно в момент заправки бака окислителем. Ядовитые пары азотной кислоты вызывали законную настороженность и у лётчиков, и у наземного состава. Надёжность РД-1ХЗ была выше, чем у его предшественника РД-1, но никто не мог дать гарантии, что вместо запуска не произойдёт взрыв, что уже имело место на Ла-7Р-2.

На испытаниях, кроме доводки ЖРД, пришлось повозиться с доработкой топливной и масляной систем истребителя. На самолёте «120Р» из шестнадцати полётов с работающим ЖРД удалось сделать лишь семь. В одном из них зарегистрировали скорость 725 км/ч, то есть дополнительный двигатель дал прирост 103 км/ч. Самолёт «120Р» публично продемонстрировали на воздушном празднике в Тушино в 1946 г., пилотировал его лётчик А. В. Давыдов. Испытания этой машины завершились 13 августа, когда из-за воспламенения смеси компонентов топлива в подкапотном пространстве ЖРД обгорели хвостовая часть фюзеляжа и оперение. К этому времени ресурс мотора АШ-83 был почти выработан, да и планер истребителя оказался подпорчен азотной кислотой. Это поставило точку в биографии самолёта «120Р».

Прямым развитием конструкции типа «120» стал самолёт «126». Он проектировался первоначально тоже под мотор АШ-83, но из-за прекращения производства последнего на него поставили АШ-82ФН. На этой машине окончательно отработали крыло с ламинарными профилями. Давление на поверхности крыла, набранного из профилей ЦАГИ «160545», «150545» и «14145», распределялось так, что необходимость в автоматических предкрылках, устанавливавшихся на Ла-5 и Ла-7, отпала. Таким образом, удалось устранить серьёзный дефект, свойственный предыдущим истребителям Лавочкина, — несинхронный выпуск предкрылков, которых просто не стало. Теперь лётчик чувствовал приближение к критическому углу атаки по лёгкому подрагиванию ручки управления. В штопор самолёт входил плавно и при правильном отклонении органов управления выходил из него без запаздывания. Однолонжеронное крыло у типа «126» имело полностью металлический набор и фанерную обшивку.

Истребитель «120Р» после аварии 13 августа 1946 г.

Однако лётные испытания, завершившиеся в апреле 1946 г. при участии лётчиков А. В. Давыдова, И. Е. Фёдорова и А. А. Попова, не выявили особых преимуществ самолёта «126» в лётных характеристиках по сравнению с серийным Ла-7. Основным достоинством этой опытной машины сочли вооружение из четырёх синхронных пушек НС-23С с боезапасом 290 патронов. Секундный залп возрос до 6 кг, в то время как у Ла-7 с тремя 20-мм пушками Б-20 он не превышал 3,1 кг. Создание синхронизатора для четырёх пушек такого калибра и к тому же с подвижным стволом стало беспрецедентным случаем в истории мирового самолётостроения. Конструктор А. А. Рихтер блестяще справился с поставленной задачей. Нельзя не отметить и заслуг лётчика-испытателя К. Н. Новикова, доводившего пушечную установку на истребителе. В одном из полётов из-за обрыва тяги синхронизатора были прострелены лопасти винта, но пилот благополучно посадил «раненую» машину. Этот эпизод ещё раз подтвердил возможность стрельбы из четырёх пушек через трёхлопастный винт.

Самолёт «126» на заводских испытаниях, 1946 г.

Постройка истребителя «164».

Самолёт «164» на испытаниях, лето 1946 г.

На самолётах «120» и «126» пробовали поставить в качестве дополнительных и воздушно-реактивные двигатели. Разработка новых прямоточных воздушно-реактивных двигателей ПВРД-430, проводившаяся под руководством М. М. Бондарюка, затянулась почти на два года. Весной 1944 г. сначала прорабатывался вариант установки пары таких двигателей на самолёт «120», а затем на истребитель «126»; вариант последнего с ПВРД-430 получил собственное обозначение — самолёт «164».

Эта машина была построена. Её лётные испытания начались в июне 1946 г. За два месяца с небольшим лётчики А. В. Давыдов и А. А. Попов совершили 34 полёта; в 30 из них запускали ПВРД. Надёжность усовершенствованных двигателей хоть и возросла, но они по-прежнему давали сбои в работе и требовали доводки. В то же время улучшение аэродинамики узлов сопряжения ПВРД с крылом в совокупности с возросшей тягой позволило довести прирост скорости (по сравнению с самолётом с отключёнными ПВРД) до 104–109 км/ч — в зависимости от высоты полёта. Но по отношению к самолёту «126» без дополнительных двигателей этот прирост ограничивался 62–64 км/ч. Выигрыш оказался невелик, но подкупала простота эксплуатации машины, да и пилотажные характеристики с работающими ускорителями остались, как у самолёта «126». Опыт работы над истребителем «164» позже использовали при проектировании других машин с ПВРД.

Сами самолёты «126» и «164», как и их предшественник «120», остались в разряде опытных. Однако старания коллектива Лавочкина не пропали даром. Технические решения, отработанные на этих истребителях, были востребованы при создании будущего Ла-9 или, как его ещё сначала называли, «цельнометаллического Ла-7».

 

ИСТРЕБИТЕЛЬ «130»

Следующим шагом в развитии семейства поршневых истребителей Лавочкина стал опытный самолёт «130», спроектированный в 1945 г. Будущий Ла-9 ознаменовал собой, прежде всего, переход завода № 21 на цельнометаллическую технологию производства. Деревянные, очень трудоёмкие конструкции уходили в прошлое. При создании самолёта «130» в полной мере использовали опыт, полученный в работе над машинами «120» и «126».

От Ла-7 у истребителя «130» мало что осталось. Прежде всего, новый самолёт был цельнометаллическим, что снизило вес планера. Крыло выполнили однолонжеронным, с работающей на кручение обшивкой. Форма его в плане изменилась, законцовки стали почти прямоугольными. Ламинарный профиль крыла и улучшение сопряжения его с фюзеляжем, достигнутое с помощью новых зализов, способствовали снижению лобового сопротивления. Как и на «126», предкрылки за ненадобностью отсутствовали.

Истребитель «130» на заводских испытаниях, начало 1946 г.

Контуры фюзеляжа выглядели иначе, чем у Ла-7: хвостовую часть сделали короче и уже. Фюзеляж теперь конструктивно состоял из трёх частей: передней фермы-лафета, средней части с кабиной пилота и хвостовой. Средняя часть — полумонокок, задняя — монокок. Кабина получилась просторнее, чем на Ла-7. Её закрывал фонарь с меньшим числом переплётов, что улучшило обзор. На Ла-7 пилоту было порой жарковато. На самолёте «130» температурный режим в кабине сбалансировали благодаря герметизации её и отсека силовой установки, а также регулировке всасывания воздуха, подводящегося в мотор из специального заборника.

Самолёт первоначально проектировался под мотор АШ-83. Ожидалось, что максимальная скорость достигнет 725 км/ч на высоте 7500 м, дальность — 1450 км, а потолок — 10 500 м. С такими данными у этой машины имелись все шансы стать основным истребителем советских ВВС до перехода к реактивной технике. Но в связи с прекращением производства АШ-83 пришлось вернуться к АШ-82ФН. Винт тоже остался прежний — ВИШ-105В-4. Автоматика совместного управления газом и шагом винта отсутствовала.

Цельнометаллическая конструкция планера значительно снизила вес пустого самолёта, что позволило увеличить число бензобаков в крыле до пяти общей ёмкостью 825 л. Это способствовало существенному росту дальности полёта.

Истребитель «130» на государственных испытаниях, лето 1946 г.

Самолёт «130» в НИИ ВВС.

Пилотская кабина самолёта «130».

Вооружение истребителя «130» состояло из четырёх 23-мм пушек НС-23 (видны две из них — с левого борта).

Машину вооружили четырьмя синхронными пушками НС-23С с боезапасом 300 патронов. Управление огнём — пневмоэлектрическое, дававшее возможность вести как раздельную стрельбу из двух верхних или двух нижних пушек, так и залповую из всех стволов сразу. У пилота стоял прицел ПБП-1Б. В носке правого полукрыла (в плоскости выпущенной стойки шасси) устанавливался фотопулемёт «Фэйрчайлд» тип 6.

По сравнению с Ла-7 значительно обогатилось приборное оснащение. Например, наконец-то поставили авиагоризонт. В комплектацию истребителя вошли радиополукомпас (его кольцевая рамка размещалась под остеклением фонаря за заголовником кресла пилота) и ответчик системы радиолокационного опознавания СЧ-3.

Первый экземпляр самолёта «130» построили в январе 1946 г. на заводе № 21 в Горьком. В следующем месяце машину перевезли в подмосковные Химки на завод № 301, куда перебазировалось ОКБ С. А. Лавочкина. Заводские испытания, в ходе которых лётчик A. А. Попов выполнил 30 полётов, завершились в мае 1946 г.

На государственные испытания в НИИ ВВС самолёт предъявили 9 июня. Ведущими по машине были инженер-лётчик В. И. Алексеенко и лётчик А. Г. Кубышкин. В облёте нового истребителя также участвовали лётчики А. Г. Прошаков, B. И. Хомяков, А. Г. Терентьев, Трофимов, А. П. Супрун, И. В. Тимофеенко, В. Г. Масич, А. Г. Кочетков, Ю. А. Антипов, Л. М. Кувшинов и Г. А. Седов.

Первые же полёты выявили серьёзные дефекты, связанные с устойчивостью, управляемостью самолёта и его вооружением. Через месяц машину вернули для доработки в ОКБ-301. Через 17 дней, после ряда переделок, испытания продолжили. Они закончились 10 октября с положительным результатом. Такой долгий срок объяснялся тем, что почти полтора месяца ушли на замену вышедшего из строя двигателя и отладку вооружения. Всего по программе тогда выполнили 112 полётов.

НИИ ВВС занимался не только испытаниями, но и доводкой этой машины. В частности, в его стенах доработали систему управления, приведя к норме усилия на ручку управления. Институт сделал то, что оказалось не по силам ОКБ. Одновременно по рекомендации будущего академика Г. П. Свищева заострили носик профиля центроплана (на него наклепали накладку), заметно улучшив штопорные свойства самолёта.

В акте по результатам государственных испытаний пилоты отмечали: «Оборудование кабины самолёта „130“ выполнено значительно лучше, чем на серийном Ла-7. Наличие радиополукомпаса, авиагоризонта, дистанционного компаса и ответчика СЧ-3 позволяют пилотировать самолёт в сложных метеоусловиях и успешно вести боевую работу. Пользоваться основными рычагами управления удобно и легко… По своим габаритам кабина вполне удовлетворяет лётчика-истребителя, посадка удобная и при длительном полёте не утомляет лётчика… Обзор вперёд и в стороны хороший, назад обзору мешает рамка РПК». Испытатели сочли, что обзор из кабины нового истребителя лучше, чем у Ла-7 или немецкого FW 190А и американского P-47D «Тандерболт» (два последних тоже испытывались в НИИ ВВС).

Техника пилотирования самолёта «130» была близка к применявшейся на Ла-7. На рулении машина вела себя хорошо, взлёт производился без всяких проблем. После отрыва и при наборе высоты устойчивость оказалась вполне достаточной. Горизонтально самолёт мог лететь с брошенной ручкой. Техника выполнения фигур высшего пилотажа — идентичная предшественнику. Самолёт был вполне доступен лётчикам средней квалификации. Ликвидация предкрылков привела к исчезновению неприятностей, связанных с их несинхронным выпуском. Сваливание в штопор стало предупреждаться лёгким вздрагиванием самолёта. Вход в штопор получался не резким, и лётчик без особого труда мог парировать его движением педали в противоположную сторону. Поведение самолёта в штопоре — такое же, как у Ла-7.

Истребитель пикировал устойчиво, без тенденций к затягиванию и без закручивания. Первоначально лётчикам разрешили разгоняться на пикировании до 700 км/ч, но испытатели выяснили, что это ограничение можно довести до 750 км/ч.

В конце испытаний, в последних 10–12 полётах, неожиданно выявился ещё один недостаток. При посадке после даже небольшого подпрыгивания («козла») самолёт стремился накрениться на правую консоль. Причиной этого сочли деформацию ранее наклёпанного на центроплан дополнительного носка-накладки.

В НИИ ВВС самолёт «130» сравнивали с другими советскими истребителями того времени. По дальности и продолжительности полёта он имел значительное преимущество перед Ла-7, Як-3 и Як-9У, что могло быть эффективно использовано для сопровождения бомбардировщиков на полный радиус их действия, но при условии дальнейшего увеличения запаса горючего (это позже привело к созданию Ла-11).

Секундный залп четырёх пушек самолёта «130» тоже был выше, чем у всех названных выше истребителей. Дополнительное приборное и навигационное оснащение позволяло ему работать днём во всём диапазоне высот в простых и сложных метеоусловиях. Однако ночью машина использоваться не могла.

Прицел ПБП-1Б за бронестеклом козырька пилотской кабины.

Очень интересны оказались результаты учебных воздушных боёв. Бои с Ла-7 однозначного ответа не дали: самолёты были равноценны в горизонтальном и вертикальном манёвре на высотах 2000–6000 м. Они гонялись друг за другом по 20–25 минут, попеременно заходя в хвост «противнику» на дальность прицельного огня. Як-3 при маневрировании на горизонталях на высотах 3000–5000 м имел незначительное преимущество перед истребителем «130». Он заходил в хвост последнему на дистанцию 200–300 м через пять-шесть виражей. В этом диапазоне высот «як» оказался лучше и в вертикальном манёвре.

В то же время в НИИ ВВС выявили 117 дефектов самолёта, его оборудования и вооружения. Но это не стало препятствием для рекомендации о запуске машины в серийное производство. Когда 18 октября 1946 г. утвердили акт о государственных испытаниях самолёта «130», уже были выпущены первые серийные машины, названные Ла-9.