Ла-5

Истребитель Ла-5 с технической точки зрения

В ходе серийного производства в конструкцию Ла-5 внесено множество изменений, от незначительных до существенных переделок планера и систем. Можно выделить следующие основные модификации Ла-5:

1) Ла-5 Тип 37 с доработанным планером от ЛаГГ-3 35-й серии (округлый ветровой козырек, высокий гаргрот), с мотором М-82 или М-82А — было выпущено около 200 самолетов до 8-ой производственной серии включительно.

2) Ла-5 Тип 37 с плоским ветровым козырьком, высоким гаргротом и мотором М-82 или М-82А.

3) Ла-5 Тип 37 с плоским ветровым козырьком, высоким гаргротом и мотором М-82Ф.

4) Ла-5 Тип 39 с низким гаргротом и мотором М-82Ф.

5) Ла-5 Тип 39 с низким гаргротом и мотором М-82ФН.

6) Ла-5 Тип 41 с низким гаргротом, мотором М-82ФН и металлическими лонжеронами крыла.

7) Ла-5 Тип 43 — двухместный учебно-тренировочный вариант.

Самым существенным отличием был тип установленного мотора, дававший соответствующее обозначение модификации машины: Ла-5, Ла-5Ф и Ла-5ФН.

Отдельные отличия будут упомянуты в техническом описании.

Фюзеляж самолета деревянный, полумонококовой конструкции, овального сечения, технологически состоящий из носовой и хвостовой частей, образующих после сборки неразъемный агрегат. Силовая конструкция носовой части состояла из пяти рамных шпангоутов и шести бимсов, а также включала сварную раму из стальных труб. Обшивка носовой части из дюралюминия. Хвостовая часть фюзеляжа, включавшая и киль, имела каркас, состоявший из четырех лонжеронов, 15 шпангоутов (из которых 4 хвостовых переходили в вертикальные лонжероны киля) и четырнадцати стрингеров. Лонжероны, два верхних и два нижних, имели переменное сечение, сужаясь к хвосту (причем верхние лонжероны были тоньше нижних). Шпангоуты из сосны в наиболее нагруженных местах имели усиливающие накладки из фанеры или брусков. Стрингеры также имели переменное сечение, сужаясь к хвосту самолета. Силовая обшивка хвостовой части состояла из двух боковин, правой и левой, которые формировались на оправке из 5–10 слоев березового шпона. После изготовления боковины скреплялись между собой и каркасом фюзеляжа с помощью двухкомпонентного фенолформальдегидного клея (эпоксидной смолы) ВИАМ Б-3.

Фюзеляж Ла-5 Тип 37 имел высокий гаргрот, являвшийся как бы продолжением фонаря кабины пилота. Как уже говорилось, силовая обшивка фюзеляжа состояла из нескольких слоев березового шпона, толщиной 0,75–1,15 мм. Слои переклеивались между собой под углом 90°, т. е. 45° к продольной оси фюзеляжа. Толщина обшивки уменьшалась от 5,8 мм в районе первого шпангоута до 2 мм в районе пятнадцатого.

Щиток Ла-7 имел такую же конструкцию, как и у Ла-5.

Левый навигационный огонь (красный).

Из-за использования пониженного гаргрота (что улучшало обзор сзади) фюзеляж Ла-5 Тип 39 усилили по всей длине еще одним слоем шпона толщиной 1,15 мм. Дополнительно были усилены узлы крепления моторамы и пушек. На Ла-5 и Ла-5Ф борт фюзеляжа мог обуглиться или даже загореться от воздействия струи горячих выхлопных газов мотора. Поэтому на Ла-5ФН стали усиливать теплозащитные панели, представлявшие собой листы дюраля с асбестовой подложкой. Форма и размеры этих панелей менялись в процессе производства. Рама для крепления двух пушек, выполненная из оцинкованных хромо-молибденовых труб, крепилась к первому шпангоуту фюзеляжа. Кабина пилота размещалась между шпангоутами 2 и 8. Остекление кабины состояло из трех частей. Ветровой козырек Ла-5 Тип 37 1–8 серий (выпускались с июня по октябрь 1942 года) имел изогнутые панели. За козырьком размещалась средняя часть фонаря, сдвигавшаяся назад, а за ней неподвижная тыльная часть. Форма остекления последней менялась в зависимости от модификации самолета и завода-изготовителя. Каркас фонаря был выполнен из стальных труб и профилей. Начиная с Ла-5 М-82А последних серий, стали устанавливать переднее бронированное стекло толщиной 55 мм. За бронестеклом устанавливался коллиматорный прицел ПБП-1А (1Б), обеспечивающий стрельбу из пушек по воздушным и наземным целям и бомбометание с горизонтального полета. Там же располагался механизм перезарядки пушек. У Ла-5 Тип 37 тыльная часть фонаря кабины состояла из двух неподвижных плексигласовых панелей. Левая панель тыльной части фонаря у Ла-5 Тип 39, располагавшаяся между 5 и 8 шпангоутом, крепилась на рояльных петлях и могла откидываться, обеспечивая доступ к радиооборудованию. Сзади пилот был защищен бронеспинкой толщиной 8,5 мм (а позднее 10 мм). Начиная с Ла-5 Тип 39, стали устанавливать заднее бронестекло толщиной 66 (или 75) мм, крепившееся к 5 шпангоуту фюзеляжа и каркасу тыльной части кабины. Кресло пилота было выполнено из дюраля толщиной 1 мм и регулировалось по высоте. В чашку сидения укладывался парашют ПЛ-3М. Сдвижная часть фонаря перемещалась по направляющим с помощью роликов. На Ла-5 Тип 39 и Тип 41 устанавливалась система аварийного сброса фонаря.

Законцовка стабилизатора и шарнир руля высоты. Качалка управления рулем высоты. Узел крепления горизонтального оперения к фюзеляжу.

Крыло самолета трапециевидной формы, состояло из центроплана и двух отъемных консолей. У Ла-5 Тип 37 и Тип 39 центроплан был образован двумя деревянными лонжеронами, которые на Тип 41 заменили на металлические, 12-ю нервюрами преимущественно деревянной конструкции и стрингерами. Деревянные лонжероны имели коробчатое сечение и состояли из пяти сосновых брусков, скрепленных по бокам при помощи эпоксидного клея ВИАМ Б-3, с листами фанеры. Металлические лонжероны имели двутавровое сечение, полки из хромо-молибденовой стали с помощью клепки крепились к дюралевой стенке. К внешней поверхности полок приклепывались полосы фанеры, к которым в свою очередь клеилась несущая обшивка, состоявшая из 8 слоев шпона. Центроплан крепился к фюзеляжу посредством четырех стальных узлов, соединение было неразъемным. Из-за возросшего веса мотора АШ-82ФН нижнюю часть нервюр укрепили накладками из дельта-древесины, также усилили узлы крепления центроплана к фюзеляжу. К переднему лонжерону крепились шарниры створок ниш шасси, шарниры стоек шасси и гидроцилиндров, узлы крепления моторамы и пушек. Задний лонжерон нес узлы крепления основных топливных баков и шарниры закрылков. В передней части центроплана размещались колодцы основных стоек шасси, выклеенные из 2-мм фанеры. Обшивка центроплана имела переменную толщину: в носке крыла — 3 мм, 5 мм между лонжеронами и ; и ; мм[1] на верхней и нижней поверхности соответственно, между вторым лонжероном и задней кромкой. Слои шпона переклеивались так же, как и на фюзеляже — под углом 90° между собой и 45° к хорде крыла. Консоли крыла имели конструкцию аналогичную центроплану: с двумя лонжеронами (на Тип 37 и Тип 39 — деревянные, на Тип 41 — металлические), 16-ю нервюрами и стрингерами. Каждой из лонжеронов консоли крепился к лонжерону центроплана двумя вильчатыми узлами с горизонтальными болтами. Место стыка закрывалось дюралевой лентой на винтах. Толщина обшивки консоли варьировалась от 2,5 до 4 мм. Носок 2-й нервюры консоли был усилен под установку бомбодержателя. На Ла-5 раннего выпуска (до 9 серии) в межлонжеронный отсек каждой консоли, между 1-й и 7-ой нервюрами, вклеивался фанерный контейнер для топливного бака вместимостью 148 л. На самолетах более позднего выпуска от установки консольных баков отказались, несколько позже перестали устанавливать и контейнеры для них.

Конструкция элеронов типа «Фрайз», состояла из одного трубчатого лонжерона (диаметр 45/42 мм) и девяти дюралевых нервюр. Передняя и задние кромки представляли собой дюралевый лист толщиной 0,8 мм. Обшивка полотняная, из ткани АВЛК. Элероны имели 100 % весовую балансировку и крепились к заднему лонжерону крыла тремя шарнирами и могли отклоняться от нейтрального положения на 18 градусов вверх и вниз. Элероны Ла-5 были оснащены триммерами, а на Ла-5Ф и ФН их заменили триммерными пластинами, отгибающимися в нужное положение на земле.

Щитки, размещавшиеся между 1 нервюрой центроплана и 7 нервюрой консоли крыла, состояли из двух секций (одна на центроплане, вторая — на консоли). Они имели цельнометаллическую конструкцию, состоявшую из одного лонжерона и нескольких нервюр. Щитки крепились к нижней поверхности крыла на рояльных петлях и приводились в действие при помощи системы трубчатых тяг и рычагов.

Указатель положения стоек шасси — «солдатик».

Максимальный угол отклонения составлял 60 градусов, причем разница в углах установки левой и правой пары щитков не должна была превышать 30.

Автоматические предкрылки, располагавшиеся на передней кромке консоли крыла, между 6 и 14 нервюрами, выпускались под действием аэродинамических сил. Узлы крепления предкрылков располагались на 9 и 13 нервюрах.

Хвостовое оперение включало в себя киль (технологически входил в состав фюзеляжа), стабилизатор, рули направления и высоты. Стабилизатор крепился к 12 и 14 шпангоутам фюзеляжа. Каждая его консоль состояла из двух лонжеронов, восьми нервюр, двух верхних и двух нижних стрингеров и носка, выполненных из дерева. Обшивка толщиной 2 мм выполнена из дельта-древесины. Руль высоты состоял из двух половин, каждая из которых крепилась к стабилизатору на двух шарнирах. Каркас рулей высоты — один лонжерон, девять нервюр, передняя и задняя кромки — были сделаны из дюраля. В передней кромке рулей, между нервюрами 2 и 5, располагались 2-кг грузы, обеспечивающие весовую компенсацию. На левой половине руля высоты, между 2 и 5 нервюрами, был установлен регулирующийся в полете триммер, имевший деревянный каркас и дюралевую обшивку. По своей конструкции руль направления был подобен рулю высоты — один (трубчатый) лонжерон, десять нервюр и задняя кромка из дюраля. К килю руль направления крепился тремя шарнирами. Цельнометаллический триммер, на котором устанавливался также задний навигационный огонь, размещался между 3 и 6 нервюрами. Рули имели обшивку из ткани ACT-100.

На Ла-5 Тип 37 и 39, снабженных моторами АШ-82 и АШ-82Ф, рули высоты могли отклоняться на 16 градусов вверх и вниз. На Ла-5ФН из-за смещения центра тяжести вперед углы отклонения увеличили до 27 градусов. Руль направления мог отклоняться на 25 градусов в обе стороны. Триммеры на вертикальном оперении могли отклоняться на 17 градусов в каждую сторону.

Мотор АШ-82ФН (М-82ФН) — экспонат авиационного музея в Праге.

Система управления смешанного типа — ручка управления самолетом была соединена жесткими тягами с элеронами и рулем высоты, а педали имели тросовую проводку к рулю направления. Положение триммеров регулировалось с помощью штурвалов на левом борту кабины. Выпуск щитков осуществлялся с помощью гидроцилиндра, рычаг управления которым размещался в кабине.

Шасси самолета — трехстоечное, с убирающимся хвостовым колесом. При уборке основные опоры шасси убираются в крыло, поворачиваясь к оси фюзеляжа, хвостовое колесо — в фюзеляж по полету. Колея шасси — 2806 мм. Ход амортизаторов основных опор шасси у Ла-5 Тип 37 и 39 составлял 180 мм, что оказалось недостаточным — посадка была жесткой. Масляные амортизаторы не могли полностью погасить вертикальную перегрузку при посадке, что приводило зачастую к повреждениям силового набора крыла, топливных баков и отказу приборов и оборудования. На Ла-5ФН, начиная с 34-й серии, стали устанавливать гидропневматические амортизаторы с ходом 220 мм, одновременно уменьшив давление масла с 40 до 32 атмосфер. Эти меры позволили улучшить посадочные качества машины и снизить массу каждой опоры шасси на 4 кг. Колеса основных стоек шасси имели пневматики размером 650x200 мм с пневматическими тормозными барабанами, располагавшимися с обеих сторон диска колеса. Хвостовое колесо с пневматиком 300x125 мм крепилось в вилке с гидропневматическим амортизатором. Начиная с 34-й серии, давление в амортизаторе уменьшили с 20 до 16 атмосфер для обеспечения мягкой посадки. Также был улучшен механизм уборки колеса — повысили его надежность, заменив обратный клапан, удерживающий колесо в выпущенном положении, на гидравлический замок. Стойки шасси фиксировались в выпущенном и убранном положении с помощью механических и/или гидравлических замков.

Силовая установка Ла-5 состояла из 14-цилиндрового двухрядного звездообразного мотора воздушного охлаждения М-82/М-82А, снабженного двухскоростным нагнетателем. Взлетная мощность составляла 1670/1700 л.с. при 2500 об/мин, а номинальная — 1150/1540 л.с. на высоте 2050 м и 990/1330 л.с. на высоте 5400 м. Диаметр цилиндра — 155,5 мм, ход — 155 мм, полный объем — 41,2 л, компрессия — 7. Вес двигателя составлял 850 кг, максимальный диаметр — 1260 мм, общая длина — 1980 мм. В качестве топлива использовался бензин 4Б-78 с минимальным октановым числом 95, который смешивался с воздухом в карбюраторе АК-82БП. Каждый из цилиндров имел по одному индивидуальному выхлопному патрубку, ведущему в общий выхлопной коллектор, в свою очередь имевший по одному выхлопному патрубку с каждого борта фюзеляжа. Все элементы выхлопной системы были выполнены из жаропрочной стали. Запуск мотора осуществлялся с помощью пневмостартера РВ-02. Через редуктор с передаточным отношением 11:16 мотор приводил во вращение трехлопастный винт изменяемого шага ВИШ-105В. Угол установки лопастей мог меняться от 22 до 51 градуса. Диаметр винта 3,10 м, вес — 141 кг. Моторама была сварена из труб, изготовленных из хромо-никелевой стали, и крепилась в двух точках к центроплану крыла и в двух точках — к ферме крепления пушек. Капот был выполнен из листов дюраля толщиной 1,2 мм. С каждого борта имелось по две панели, верхняя откидывалась вверх, а нижняя — вниз. Панели имели резиновые прокладки для улучшения герметичности и крепились замками типа Дзус, после чего стягивались по краям стальными лентами. В районе выхлопных патрубков фюзеляж был дополнительно защищен панелями из оцинкованной стали. Маслобак устанавливался на ферме крепления пушек, позади которой размещалась противопожарная перегородка из 0,8 мм дюраля, подкрепленная стрингерами. Мотор М-82Ф по конструкции не очень отличался от М-82А, но неограниченно долго мог работать на боевом режиме, вместо 5 минут у его предшественника.

Значительные изменения были внесены в конструкцию силовой установки Ла-5ФН, что было связано с использованием мотора М-82ФН (АШ-82ФН). Этот двигатель был оснащен системой непосредственного впрыска топлива НБ-3У, заменившей карбюратор АК-82БП. Чтобы освободить место для инжектора, узлы крепления мотора пришлось сдвинуть на 50 мм. Топливные трубопроводы, состоящие из медных, дюралевых и стальных трубок, заменили бронированными шлангами. Это значительно упростило работу техникам, ранее тратившим долгие часы на устранение утечек… Было увеличено поперечное сечение воздуховодов, чтобы обеспечить больший массовый расход воздуха. Кроме того, полностью перепроектировали выхлопную систему. С каждого борта фюзеляжа теперь стало пять выхлопных патрубков, объединенных с цилиндрами следующим образом: 1-й и 2-й цилиндры (цилиндры считались от верхнего в первом ряду по часовой стрелке, глядя по полету) имели общий выхлопной патрубок; 3-й, 4-й и 5-й цилиндры имели индивидуальные патрубки, в то время как 6-й, 7-й и 8-й цилиндры имели общий выхлоп. По левому борту общий патрубок имели 9-й и 10-й цилиндры, а остальные (с 11 по 14) оснащались индивидуальным выхлопом. Такая система позволила получить дополнительные прирост тяги, эквивалентный 80 л.с., по сравнению с выхлопной системой Ла-5 и Ла-5Ф. Соответственно изменилась и форма боковых створок системы охлаждения мотора, лишившихся характерной выштамповки под единственную выхлопную трубу. Механизм управления створками перенесли с левого борта на правый, что позволило значительно сократить усилия, необходимые для регулировки.

Для уменьшения нагрузки на пилота переделали управление нагнетателем так, чтобы давление наддува не превышало 1,3 атм на второй скорости. Упростили конструкцию панелей капота — теперь они открывались вверх, складываясь посредине на рояльных петлях. Изменили конструкцию противопожарной перегородки, которая теперь примыкала к капоту, что позволяло снизить температуру в кабине пилота. В этих же целях снабдили теплоизоляцией маслобак.

Схема маслосистемы Ла-5.

Установка пушек в фюзеляже Ла-5. Под левой пушкой хорошо виден патронный ящик.

Авиационная пушка ШВАК СП-20.

Органы управления силовой установкой включали: РУД, рычаги управления шагом винта и скоростью нагнетателя и рукоятки управления системой охлаждения (лобовыми и боковыми створками и «совком» маслорадиатора). Ла-5 первых серий имели пять топливных баков общей емкостью 548 л. В центроплане размещались центральный бак емкостью 124 л и два боковых по 114 л каждый. В каждой консоли размещалось по одному баку емкостью 98 л. Чтобы облегчить истребитель, баки в консолях позже были сняты, а запас топлива в оставшихся трех баках в центроплане составил 464 л за счет увеличения вместимости центрального бака до 168 л. Баки заполнялись самотеком через заливные горловины, находившиеся на верхней поверхности боковых баков. Центральный бак располагался ниже боковых и топливо поступало в него самотеком через обратные клапаны. Баки были сварены из листов алюминиевого сплава АМЦ (толщиной 1,2 мм у центрального бака и 1 мм у боковых) и имели протектор, предотвращавший утечку топлива при простреле в течение 15 сек. Протектор состоял из пяти слоев: первый (считая от стенки бака) был изготовлен из бензостойкой резины толщиной 1 мм, второй — из не вулканизированного 3 мм натурального каучука, разбухавшего при попадании на него бензина, третий и четвертые слои состояли из прорезиненной ткани толщиной 1,5 мм, а внешняя оболочка — опять из бензостойкой резины толщиной 1 мм.

Чтобы предотвратить возможный взрыв паров бензина при простреле бака, подавались охлажденные выхлопные газы двигателя. Газы отбирались от выхлопного патрубка 9 и 10 цилиндров и поступали в фильтр, где они охлаждались и из них удалялись водяные пары, после чего шли в бак.

Топливная система имела в своем составе фильтры — один в виде бумажного патрона и сетчатый тонкой очистки, размещенные в центроплане, в колодце шасси. Кроме того, в состав системы входил ручной насос, предназначенный для предварительного заполнения основного топливного насоса БНК-10ФН.

Маслосистема замкнутая, циркуляционного типа, состояла из маслобака, насосов, фильтров и маслорадиатора. В ней использовались минеральные масла марок МК, МС (летом) и МЗС (зимой). Из 60-л бака (заправляющегося только до 40 л) масло через фильтр подкачивалось насосом МШ-1 в мотор, после которого поступало в маслорадиатор ОП-293 под фюзеляжем, откуда снова поступало в бак.

Вооружение истребителя состояло из двух 20-мм синхронизированных пушек ШВАК СП-2, установленных на ферме над мотором и стрелявших через диск, ометаемый винтом. Синхронизаторы гидромеханического типа. Перезарядка пушки осуществлялась с помощью пневматики или механики. Вес одной пушки — 42 кг, начальная скорость снаряда — 815 м/с, скорострельность — 800 выстрелов в минуту. Боезапас (200 выстрелов на ствол) состоял из бронебойных снарядов массой 185 г (бронепробиваемость — 20 мм) или осколочно-фугасных снарядов массой 180 г, заряженных в ленту. Под крылом самолет мог нести две 100-кг бомбы. Чаще всего использовались фугасные бомбы ФАБ-50, ФАБ-100, очень эффективные при атаке наземных целей, или зажигательные бомбы ЗАБ такого же калибра.

Навигационно-пилотажное оборудование включало в себя указатель скорости УС-800, компас KЛ-11, альтиметр В-12, соединенный с трубкой Пито, указатель вертикальной скорости ВА-30, индикатор крена и скольжения УП-30, соединенный с трубкой Вентури, и радиополукомпас. Приборы контроля силовой установки включали: указатель давления М-160, тахометр ТЕ-22, указатель температуры головок цилиндров ТСТ-9, указатель уровня топлива БЕ-40, часы АВР и трехстрелочный индикатор, показывающий давление топлива и масла, а также температуру последнего. Все приборы размещались на приборной панели из дюраля толщиной 1,5 мм. При ночных полетах они подсвечивались ультрафиолетовыми лампами.

Кислородная аппаратура КПА-3бис обеспечивала снабжение летчика кислородом для дыхания на высотах от 4500 до 10 000 м на протяжении 1,5 ч. Она размещалась по правому борту кабины. Кислородный баллон объемом 4 л и давлением 150 атм был установлен в хвостовой части фюзеляжа, между 9 и 10 шпангоутами.

Пневмосистема включала баллон со сжатым воздухом емкостью 8 л и давлением 140–150 атм, установленный по левому борту фюзеляжа между 6 и 7 шпангоутами, редуктор, понижавший давление до рабочего (35 атм), трубопроводов и пневматических устройств, отвечающих за перезарядку пушек, запуск двигателя, управление тормозами и аварийный выпуск шасси.

Электросистема постоянного тока, двухпроводная, напряжением 12/27 В, питалась от генератора ГС-10-350 мощностью 350 Вт, установленного на двигателе и аккумулятора 12А-5, размещавшегося в хвостовой части фюзеляжа между 9 и 10 шпангоутами. Электросистема обеспечивала питание освещения кабины, навигационных огней, посадочной фары в левой консоли крыла (только на самолетах ПВО), магнето мотора, радиооборудования и т. п.

Радиооборудование включало передатчик РСИ-3М, приемник РСИ-4Д и преобразователи напряжения РУН-30 и РУ-11А для передатчика и приемника соответственно, установленных за бронеспинкой, между 5 и 6 шпангоутами. Мачта антенны высотой 700 мм была выполнена из фанеры и крепилась к стальному кронштейну позади фонаря кабины пилота. Все металлические части самолета были соединены медными проводами во избежание образования разности электрических потенциалов.

Кроме того, в состав оборудования входила сигнальная ракетница Шпагина, установленная в кронштейне по правому борту кабины на полу, стрелявшая через трубку в нижней части фюзеляжа. Рядом располагался магазин с пятью ракетами. Между 9 и 10 шпангоутами, по правому борту, была установлена аптечка.

Обтекатель, закрывавший узел установки бомбодержателя, имел одинаковую конструкцию у Ла-5 и Ла-7.