САМОЛЁТ «К»
ЛаГГ-3 на аэродроме Будово, Калининский фронт, 1942 г.
Работа над созданием будущего ЛаГГ-3, видимо, началась в конце 1938 г. Прекрасно зная возможности отечественной авиационной промышленности, сотрудники 1-го Главного управления НКОП В. П. Горбунов и С. А. Лавочкин, размышляя о том, каким должен быть современный самолёт-истребитель, единодушно сошлись во мнении, что стране нужна цельнодеревянная машина, но с использованием новинки — дельта-древесины. Главные требования военных им были хорошо известны: максимальная скорость — не менее 600 км/ч, пушечное вооружение, лётчик должен быть защищён бронёй, а баки — протектированы.
Вскоре к ним присоединился третий конструктор — М. И. Гудков. С разрешения наркома М. М. Кагановича группа обосновалась на заводе в Кунцеве, изготовлявшем самолётные винты и лыжи. Лидером образовавшегося триумвирата довольно быстро стал Лавочкин, с головой ушедший в работу. Облик будущего истребителя сформировался после получения чертежей пушечного мотора М-105П. В начале 1939 г. был готов предварительный проект машины. Одной из его основных «изюминок» являлось широкое применение уже упомянутой дельта-древесины.
Работая в наркомате, Лавочкину приходилось заниматься вопросами производства воздушных винтов. Они изготавливались из дерева или из алюминиевых сплавов. Но во второй половине 1930-х гг. появилась технология изготовления полуфабрикатов из склеенных и пропитанных бакелитовым лаком листов шпона. Подобный материал по прочности соответствовал обычной фанере, но отличался от неё влагостойкостью. Чуть позже специалисты завода «Карболит» усовершенствовали эту технологию. Пакет, собранный из шпона толщиной 0,5 мм и пропитанный бакелитовым лаком, прессовали при температуре 145–150° и давлении 1–1,1 кг/мм2. Вот этот материал создатели и назвали дельта-древесиной. Такая уплотнённая древесина имела предел прочности 27 кг/мм2, что более чем в два раза превышало этот показатель для сосны (11 кг/мм2) и приближалось по прочности к супердюралю (этот алюминиевый сплав имел предел прочности 45 кг/мм2). Кроме этого, новый материал отличался влагостойкостью и плохо воспламенялся.
Изучение свойств дельта-древесины привело авиаконструкторов к выводу о возможности использования её в конструкции нового истребителя. Это позволило бы сделать машину лёгкой и прочной, в минимальной степени применяя металл. В то время основным технологическим процессом на советских авиазаводах была деревообработка. Ощущалась острая нехватка легированных сталей, использовавшихся в ферменных конструкциях, алюминиевые сплавы тоже являлись дефицитом.
В плане опытного самолётостроения 1-го Главного управления НКАП, составленного в марте 1939 г., ОКБ-301 предписывалось разработать эскизный проект и построить макет пушечного истребителя деревянной конструкции с мотором М-105. Спустя четыре месяца, 29 августа, Комитет обороны СССР принял постановление «О проведении мероприятий по внедрению в серию новых и модернизированных истребителей, бомбардировщиков, штурмовиков, разведчиков, учебных и тренировочных самолётов и по строительству новых опытных типов». Истребитель Горбунова, Лавочкина и Гудкова очень удачно «вписывался» в этот документ, и в следующем постановлении, вышедшем в тот же день, уже прямо говорилось о создании самолёта И-301 (он же объект «К»).
Создатели ЛаГГ-3: слева направо — С. А. Лавочкин, В. П. Горбунов, М. И. Гудков.
1 сентября начальника 4-го отдела наркомата Горбунова и инженеров того же отдела Лавочкина и Гудкова перевели в распоряжение директора завода № 301 в Химках. Горбунов, видимо, как старший по прежнему рангу, получил статус главного конструктора. Постановлением предполагалась постройка двух машин с разными двигателями — М-105ТК-2 и М-106П. Первая из них представляла собой высотный истребитель, который должен был развивать скорость 650–675 км/ч, подниматься на высоту 12 000 м и иметь нормальную дальность полёта 600 км, а с подвесными баками — 1000 км. Планировалось вооружить его двумя синхронными пулемётами ШКАС (калибра 7,62 мм) и парой БС (12,7 мм). В феврале 1940 г. новый самолёт требовалось предъявить на государственные испытания.
Второй экземпляр истребителя при тех же дальности и взлётно-посадочных характеристиках рассчитывался на максимальную скорость 600–620 км/ч на высотах 6000–7000 м и при практическом потолке 11 000 м. На самолёте планировалось установить одну пушку калибра 20–23 мм, пару синхронных ШКАСов, а также реактивные снаряды РС-82. Срок передачи на госиспытания — май 1940 г.
Полноразмерный макет истребителя «К» на заводе № 301 построили очень быстро. 18 сентября его уже осмотрела макетная комиссия. За день до этого ОКБ-301 представило в НИИ ВВС эскизный проект машины, согласно которому истребитель «К» предназначался для ведения активного воздушного боя, поражения и уничтожения самолётов противника, сочетая мощный огонь с большой скоростью полёта. По расчётам конструкторов, при нормальном полётном весе 2729 кг он мог развивать максимальную скорость у земли 464 км/ч и на высоте 10 000 м — 646 км/ч. Практический потолок оценивался в 12 630 м, а нормальная дальность полёта — 612 км. Основное вооружение состояло из четырёх пулемётов: двух БС (с боезапасом 220–230 патронов на каждый) и двух ШКАС (по 650–670 патронов). В перегрузку можно было устанавливать не только РС-82 (восемь штук), но и пушку Волкова калибра 20 или 23 мм с боезапасом 80 патронов. Но в этом случае боекомплект пулемётов БС значительно сокращался. Предусматривалась также подвеска дополнительных топливных баков и бомб.
Знакомство с материалами проекта показывает, что разработчики представили лишь аэродинамический расчёт машины, не проводя продувок модели, а мощность двигателя взяли несколько меньше заданной. В результате скорость получилась ниже, чем было предусмотрено тактико-техническими требованиями. НИИ ВВС ничего не оставалось, как вернуть проект на доработку.
Второй его вариант оказался более успешным. 19 января 1940 г. он был утверждён. На этот раз при полётном весе 2700 кг максимальная скорость истребителя с двигателем М-105ТК ожидалась не ниже 648 км/ч на высоте 10 000 м и 489 км/ч — у земли, а практический потолок — 12 350 м. Радиус действия — 500 км (видимо, с подвесными баками — Прим. авт.). Вооружение состояло из двух пулемётов БС и пары ШКАСов. Одновременно утвердили, хотя и с неизбежными замечаниями, макет самолёта, а вскоре последовало решение правительства о строительстве опытных образцов.
ОПЫТНЫЙ ИСТРЕБИТЕЛЬ И-301
Первый опытный образец И-301 появился весной 1940 г. Моторостроители никак не могли довести до требуемой надёжности ни турбокомпрессоры, ни двигатель М-106. Это вынудило поставить на первый опытный образец серийный мотор М-105П, что, естественно, снижало лётные данные. Турбонаддув решили смонтировать позднее, после поступления нагнетателей ТК-2.
19 марта лётчик военной приёмки завода № 39 В. А. Степанчёнок приступил к испытаниям И-301. Начали, как обычно, с руления и подлётов. Устранение выявленных дефектов заняло неделю, и на воскресенье 25 марта назначили первый вылет, но он не состоялся из-за инцидента между лётчиком и наркомом авиационной промышленности.
Конфликт удалось быстро разрешить. Пилота заменили. В тот же день, 25 марта, заводской испытатель Н. К. Фёдоров, опробовав работу винтомоторной группы, сделал первые пробежки. 9 апреля И-301 поднялся в воздух, пилотировал его лётчик НИИ ВВС А. И. Никашин. К концу месяца стало ясно, что турбокомпрессоры к заданному сроку не поступят, и руководство завода попросило разрешить закончить заводские испытания первой машины без ТК-2 и в таком же виде передать её в НИИ ВВС. Турбонагнетателями обещали укомплектовать второй опытный образец истребителя. 23-мм пушку МП-6 и синхронные пулемёты БС до передачи машины в НИИ ВВС так и не успели отстрелять в воздухе.
Горбунов, Лавочкин, Гудков и директор завода № 301 Эскин 17 мая направили наркому Шахурину письмо, в котором говорилось, что по предварительным данным максимальная скорость на высоте 4000 м получилась 580–585 км/ч; разбег при использовании щитков — 255–280 м, а пробег — 200–220 м (посадочная скорость 120 км/ч). Также сообщалось, что устойчивость самолёта хорошая, в пилотировании он прост. Посадка вполне доступна лётчику средней квалификации. Уже установленное вооружение из пушки МП-6 и двух пулемётов БС могло быть дополнено восемью реактивными снарядами РС-82 и двумя пулемётами ШКАС.
На самом деле картина была не столь радужной. Постоянно сталкивались с перегревом воды и масла. Во время испытаний дважды заменяли двигатель. Гидросмесь подтекала. Нагрузки на рулях оказались очень велики. Но в целом результат сочли удовлетворительным.
Заводские испытания И-301 завершились 12 апреля 1940 г. А 29 апреля приказом НКАП его включили в список самолётов, участвующих в первомайском воздушном параде. Прозванный на заводе «роялем» (истребитель был покрыт лаком вишнёвого цвета и отполирован), он эффектно пролетел над Красной площадью. Пилотировал машину Никашин.
14 июня 1940 г. И-301 приняли в НИИ ВВС. Ведущим инженером назначили М. И. Таракановского (участвовавшего ещё в заводских испытаниях), ведущим лётчиком — П. М. Стефановского; в испытательных полётах также принимал участие С. П. Супрун. Довольно быстро выявилась масса дефектов ещё «сырой» машины, дававших о себе знать почти в каждом полёте. Поначалу никак не могли достичь скорости более 585 км/ч. Причиной оказалось недостаточное сечение всасывающих патрубков мотора. Заводская бригада переделала их за одну ночь. После этого удалось довести максимальную скорость до 605 км/ч.
В ходе испытаний заменили потёкший водяной радиатор, сняли, разобрали и поставили опять карбюратор, сменили покрышки колёс. Но всё это делалось без снижения темпа полётов. Всего совершили 42 полёта общей продолжительностью 16,5 ч. Они позволили определить основные характеристики машины, но никто не знал, как она поведёт себя на пикировании, при выполнении фигур высшего пилотажа, включая штопор; не удалось проверить в воздухе работу вооружения.
Опытный истребитель И-301, весна 1940 г.
Пушка МП-6, установленная на моторе М-105П во время полигонных испытаний: а — пушка; б — магазин на 81 патрон; в — заднее крепление; г — фальшствол.
Приборная доска И-301.
Государственные испытания заняли всего шесть дней, закончившись 27 июня. В заключении отчёта НИИ ВВС говорилось:
«1. Предъявленный на государственные испытания 1-й экземпляр… И-301 с мотором М-105П их не выдержал…
2. Самолёт отвечает заданным лётным данным по постановлению КО № 243, за исключением большой посадочной скорости 140 км/ч, вместо заданной 110–120 км/ч.
3. Признать, что… И-301 представляет несомненный интерес для ВВС, как в части своего материала — упрочнённая древесина, мощного вооружения, так и в части максимальной скорости — 605 км/ч.
4. Необходимо в кратчайший срок построить второй экземпляр этого самолёта, устранить на нём основные дефекты, выявленные при испытаниях первого экземпляра, довести стрелковое вооружение, провести заводские испытания по полной программе и передать его на госиспытания…
5. Признать целесообразным немедленно начать подготовку серийного производства… И-301 с М-105П, обеспечив выпуск 25–30 самолётов для прохождения войсковых испытаний в 1940 г. Необходимо просить НКАП особо обратить внимание на этот самолёт в части быстроты его доводки и постройки войсковой серии с устранением дефектов…»
Левый борт кабины И-301.
Правый борт кабины И-301.
Среди подробно перечислявшихся далее недостатков отмечались высокая температура в пилотской кабине, плохой обзор из неё (из-за низкого качества отечественного плексигласа), перегрев воды и масла при наборе высоты, недостаточная продольная устойчивость, слишком большая нагрузка на основные стойки шасси при взлёте, отсутствие посадочной фары и радиостанции.
Машину отправили в Химки на переделку. После доработки заводские испытания первого образца И-301 продолжили, но в августе 1940 г. он потерпел аварию. К этому времени было совершено 79 полётов общей продолжительностью свыше 32 ч. 11 августа машину подготовили к полёту лишь к вечеру. Около 19 часов Никашин вырулил на старт. Полёт проходил нормально, и через полчаса истребитель зашёл на посадку против солнца. Именно это обстоятельство в совокупности с малыми размерами заводского аэродрома привело к грубой посадке с поломкой шасси.
Первый образец И-301 потом отремонтировали, а попутно внесли некоторые изменения в планер и оборудование. В частности, на машине появился радиополукомпас. На этом самолёте проводили испытания на пикирование и отстрел вооружения. Машина летала до 4 января 1941 г., когда в полёте расплавились коренные подшипники мотора. Лётчик из НИИ ВВС совершил посадку на «брюхо», но истребитель получил тяжёлые повреждения и более не восстанавливался.
Постройка второго образца задержалась до октября 1940 г. Поскольку заводские испытания он не прошёл, то и на государственные его не допустили. Зато в ноябре на этом самолёте впервые опробовали в полёте вооружение. Надо сказать, что первые лётные испытания магазинной пушки ПТБ-23 конструкции Н. Б. Таубина и М. Н. Бабурина на будущем Ил-2 показали её непригодность для эксплуатации на самолёте из-за чрезмерной отдачи при выстреле. Доработанный вариант, предназначенный для установки в развале цилиндров мотора М-105П, получил обозначение МП-6. По результатам испытаний на втором И-301 в ноябре 1940 г. МП-6 внедрили в серийное производство сразу на двух заводах (хотя на вооружение официально не приняли). Таубина и Бабурина наградили орденами Ленина.
Авария И-301 лётчика А. И. Никашина 11 августа 1940 г. Хорошо видны пулемёты ШКАС и трубы охлаждения пулемётов БС.
Но реально МП-6 применения на серийных истребителях не нашла. Весной 1941 г. на подмосковном аэродроме Монино провели на штурмовиках Ил-2 сравнительные лётные испытания пушек МП-6 и ВЯ-23 (последнюю сконструировали Волков и Ярцев). ВЯ-23 показала явные преимущества и была принята на вооружение. Возможно, это обстоятельство в совокупности с неудачами, преследовавшими коллектив ОКБ-16 при разработке пулемёта АП-12,7, стали причиной ареста Таубина и Бабурина 16 мая 1941 г.
В сентябре 1940 г. неожиданно изменились требования к дальности полёта И-301. После осмотра И-301 и конкурировавшего с ним И-26, созданного под руководством А. С. Яковлева, новым наркомом авиапромышленности А. И. Шахуриным и начальником ВВС РККА Я. С. Смушкевичем конструкторам объявили о необходимости поднять максимальную дальность до 1000 км. Первоначально на истребителе было три бензобака (один в фюзеляже и два в центроплане); пришлось добавить ещё два кессон-бака в консолях. Увеличение взлётного веса потребовало также некоторого усиления шасси. Второй экземпляр И-301 спешно доработали, увеличив запас топлива. На нём Никашин совершил беспосадочный перелёт Москва — Курск — Москва протяжённостью 850 км. Остатка бензина хватило бы ещё на 250–300 км. Это подтвердило возможности истребителя в отношении дальности полёта.
Из сохранившихся документов известно, что Лавочкин испрашивал разрешение наркомата на испытание второго экземпляра И-301 с турбонаддувом, но данных о таких полётах обнаружить не удалось.
Ещё 26 июля 1940 г. Совнарком принял решение о развёртывании серийного производства И-301 на заводе № 23 в Ленинграде. Однако 2 октября поступило указание ограничиться сборкой там только пяти экземпляров для эксплуатационных испытаний.
После изменения системы обозначений советских военных самолётов машина стала именоваться ЛаГГ-1. Но уже 23 ноября появился приказ НКАП о выпуске варианта с увеличенной дальностью (с пятью баками) как ЛаГГ-3. И наконец в декабре вышло постановление о производстве этого самолёта сразу несколькими заводами. Лавочкина, Горбунова и Гудкова удостоили Сталинской премии.