Як-3. Истребитель «Победа»

Глава 10 ПЕРВЫЙ РЕАКТИВНЫЙ

К моменту окончания Второй мировой войны ресурсы Советского Союза были практически исчерпаны. Технологический уровень промышленности, в том числе и авиационной, ее станочный парк и культура производства не шли ни в какое сравнение с потенциальным и наиболее вероятным противником — Соединенными Штатами. Единственным резервом, позволявшим совершить технологический рывок в авиационной промышленности, были трофейные станки и оборудование, образцы новой техники, включая газотурбинные двигатели. Большую пользу промышленности оказало и копирование американского бомбардировщика Б-29. В этой обстановке 6 сентября 1945 года заместитель наркома авиационной промышленности А. С. Яковлев докладывал И. В. Сталину:

«Состояние опытных и научно-исследовательских работ в области авиации в нашей стране вызывает большую тревогу. Основными вопросами, требующими срочного разрешения, являются:

1. Серьезное отставание развития скоростной и тяжелой авиации по сравнению с Америкой и Англией.

2. Слабость нашей опытно-конструкторской и научно-исследовательской базы, очень бедной людьми, оборудованием, требующей срочных капиталовложений.

3. Отсутствие утвержденного правительством плана развития нашей авиатехники на ближайшее время.

4. Отсутствие серьезной информации о развитии авиатехники за границей — особенно в Америке, где она ушла далеко вперед.

5. Неприспособленность аппарата НКАП к решению новых задач опытного <…> строительства. Слишком велика серийная инерция предыдущих 5 лет как в аппарате, так и на заводах.

Для решения этих вопросов необходимо:

1. Рассмотреть и утвердить мероприятия по укреплению опытных и научно-исследовательских предприятий НКАП.

2. Рассмотреть план опытного строительства.

3. Послать весьма квалифицированных людей в Америку.

4. Произвести организационную перестройку аппарата НКАП. Объединить главки: реактивной авиации, опытного самолетостроения, опытного моторостроения».

Но этому никто не внял. Реорганизации НКАП не произошло, а вот главк опытного строительства после преобразования комиссариата в министерство и прихода к власти министра М. В. Хруничева ликвидировали.

Испытания же Як-3РД, как, впрочем, и аналогичных машин с дополнительным ЖРД, созданных в других КБ, шли трудно. Жидкостно-реактивный двигатель постоянно преподносил сюрпризы. Использовавшаяся в качестве окислителя агрессивная азотная кислота постепенно разъедала различные соединения в трубопроводах, заполняя своими парами не только отсеки самолета, но и, порой, кабину пилота. Были случаи, когда из-за этого возникали аварийные ситуации.

После одной из аварий с Як-3РД Яковлев предложил ведущему конструктору Е. Г. Адлеру съездить в Центральный институт авиамоторостроения (ЦИАМ) и посмотреть на трофейный турбореактивный двигатель. Впоследствии Евгений Георгиевич в своих воспоминаниях отметил:

«В ЦИАМе нас встретил ведущий инженер по испытаниям трофейного турбореактивного двигателя (ТРД) ЮМО-004 (Jumo-004), представившийся Лакштовским. Он провел нас к стенду, где стояла какая-то толстая труба. Спереди, через отверстие примерно 0,7 м, виднелись лопатки, а сзади, внутри сужающейся части, просматривался подвижный конус.

Общая длина „на глаз“ оказалась около трех метров. Над стендом висела схема. Странный двигатель вскоре был запущен. Когда шум смолк, А. А. Лакштовский толково объяснил его устройство, изложив характеристики. Я был потрясен. При весе 800 кг Jumo-004 развивал тягу 900 кгс, что соответствовало примерно 2500 л.с.

Сравнивая силовую установку Як-3РД с жидкостно-реактивным двигателем, прикидываю, — снять бы с него оба двигателя, винт, водо- и маслорадиаторы. Убрать кислотный бак вместе с его опасной жидкостью и взамен всего этого хозяйства поставить один ТРД. В результате скорость оказалась бы не меньше, а самолет на полтонны легче.

Целую неделю я пытался мысленно пристроить этот ТРД к Як-3. Очутившись на аэродроме по случаю консервации Як-3, снова и снова перебираю возможные места, куда бы приткнуть этот неподатливый ТРД, как вдруг, словно молния, мелькнула мысль: „Впереди с наклоном!“

Ну, конечно, как это я сразу не догадался? Это же так просто: снимаем поршневой мотор вместе с винтом, его место занимает Jumo с таким наклоном, чтобы реактивная струя уходила назад под фюзеляж и крыло. Тогда и центровка самолета не нарушится, и напор воздуха в ТРД будет обеспечен. Обзор из кабины пилота даже улучшится, да и аварийное покидание машины останется точно таким же, как сейчас.

Через три дня Яковлеву предъявили общий вид самолета. Это была коренная модификация серийного Як-3.

Испытывая некоторую тревогу по поводу постройки будущего Як-15 из-за оригинальной схемы, Яковлев не удержался от соблазна и поделился с А. И. Микояном своими планами, не подозревая в нем опасного конкурента.

Первый опытный реактивный Як-РД с ТРД Jumo-004 (согласно архивным документам ОКБ имени А. С. Яковлева самолет сначала именовался как Як-ЮМО. — Прим. авт.) построили в октябре 1945-го, запланировав до конца года начать его летные испытания. Цельнометаллический Як-15 заимствовал с Як-3 с мотором ВК-107А без изменений фюзеляжную ферму, начиная с пятой рамы, но с усиленными трубами верхних лонжеронов.

Крыло от Як-3, но с доработанной центральной частью переднего лонжерона, выполненной в виде арки, и усиленных корневой нервюры, носков первых нервюр и обшивки купольных частей, предназначенных для уборки шасси. Укоротили посадочные щитки, а площадь вертикального оперения увеличили на 0,41 м², доведя ее до 1,82 м², увеличилась и длина самолета на 1,24 м. Полотняную обшивку руля высоты заменили дюралевой. У новой машины были и другие более мелкие, хотя и не менее важные отличия.

При первых же наземных испытаниях силовой установки выявился серьезный дефект — перегрев нижней части фюзеляжа от выхлопной струи двигателя. Эффект Коанда на этот раз не только „прилепил“ горячую выхлопную струю двигателя к фюзеляжу, но и, вопреки мнению разработчиков, усилил ее температурное влияние. Потребовалась доработка, связанная с установкой теплозащиты, и до пробежек тогда дело не дошло. В итоге отработка Як-15 сильно затянулась».

Это воспоминания. А что говорят по этому поводу документы?

Конструкторы сделали ставку на самолет Як-3 с заменой мотора ВК-107А на Jumo-004. Согласно расчетам, максимальная скорость реактивного «яка» при полетном весе 2540 кг ожидалась у земли — 725 км/ч, а на высоте 8500 метров — 800 км/ч. Время подъема на высоту 5000 метров — 4,8 минуты. Его вооружение включало две пушки НС-23 с боезапасом по 60 патронов на ствол.

1 декабря 1945 года комиссия под председательством начальника отдела технического контроля завода № 115 Н. А. Козлова, рассмотрев материалы по самолету Як-ЮМО, установила, что он построен в соответствии с чертежами и может быть передан на аэродром для проведения заводских летных испытаний. Спустя девять дней был составлен акт о том, что Як-ЮМО с 5 по 10 декабря 1945 года проходил наземные испытания. При этом были выполнены четыре рулежки с поднятым хвостом, что позволяло приступить к летным испытаниям.

«В декабре того же года, — писал Адлер, — построили вторую машину, внешне отличавшуюся увеличенным стабилизатором. После пробежек на Центральном аэродроме Як-15 (такое обозначение самолет получил несколько позже) отправили в ЦАГИ для испытаний в натурной аэродинамической трубе Т-101».

С 4 марта по 12 апреля 1946 года машину готовили к первому вылету. 23 апреля на Як-15 установили новый, проверенный в ЦИАМе двигатель, и на следующий день летчик-испытатель М. И. Иванов выполнил первый на нем полет.

«В день, назначенный для первого полета, Як-15, — рассказывал Адлер, — стоял в полной готовности на аэродроме ЛИИ с самого утра, но с командного пункта сообщили: в первой половине дня действует запрет на полеты в связи с крупномасштабными тренировочными полетами авиационных соединений, занятых подготовкой к первомайскому параду. Вынуждены ждать.

Между тем, пока мы всю зиму проторчали в ЦАГИ, Микоян ускоренно строил МиГ-9. Ревниво следя за нашили экспериментами, ему удалось получить заключение ЦАГИ, базирующееся на результатах продувок Як-15, аналогичной реданной схемы. Таким образом, МиГ-9 догнал Як-15 и теперь, так же как и мы, ожидал разрешения на первый вылет.

Когда же Артем Иванович узнал о запрете, он лично позвонил командующему авиацией Московского военного округа и попросил разрешить ему, в виде исключения, произвести первый вылет „мига“.

К нашему удивлению, МиГ-9, стоявший неподалеку, зашумел турбинами и спокойно порулил на старт. Пробежав немного, легко оторвался, сделал пару кругов и, победоносно шумя, подрулил на свою стоянку. Спустя пару часов наш Як-15 под управлением Михаила Иванова сделал то же самое, но история уже свершилась! „Миг“ был первым.

Як-15 имел уникальный шанс стать ПЕРВЫМ отечественным реактивным истребителем, но осторожность Александра Сергеевича привела к затягиванию процесса подготовки машины к первому вылету, уступив приоритет „мигу“».

Как следует из «Акта о проведении заводских испытаний самолета Як-ЮМО с воздушно-реактивным двигателем РД-10», утвержденного Яковлевым 25 июня 1946 года, «самолет <…> проходил заводские летные испытания с 9 апреля по 22 июня 1946 года.

За время испытаний проведено 19 полетов общей продолжительностью 6 часов 34 минуты.

Продолжительность работы двигателя на земле во время опробования, рулежек и подлетов — 2 часа 21 минуту…»

В результате заводских испытаний были получены следующие данные при 8700 оборотах в минуту турбины двигателя: максимальная скорость на высоте 5000 метров — 800 км/ч, у земли — 770 км/ч. Ту же высоту самолет набирал за 4,1 минуты, мог подниматься на 13 700 метров. Разбег и пробег составили 520 и 480 метров соответственно, продолжительность полета — 45 минут. Следует учесть, что на высотах более 6000 метров двигатель не додавал обороты и практический потолок был получен с пересчетом на 8700 оборотов в минуту.

В августе летчик-испытатель ОКБ М. И. Иванов продемонстрировал истребитель на воздушном параде в Тушино.

Первые серийные машины, предназначенные для участия в параде, посвященном очередной годовщине Октябрьской революции, выпускались без оружия и бронезащиты, с верхним фюзеляжным керосиновым баком полного объема (на боевых самолетах из-за установки пушек емкость верхнего бака существенно уменьшилась) и неполным комплектом радиооборудования.

Завод в Тбилиси самолеты строил, но испытывать их, а тем более заниматься переучиванием летчиков на Як-15 не мог из-за полной непригодности взлетно-посадочной полосы его аэродрома. И тогда самолеты, а крыло у них было неразъемное, отправляли железнодорожным транспортом в разобранном виде в подмосковный г. Жуковский на аэродром ЛИИ. Там их собирали и облетывали.

В августе 1946 года личный состав 2-го учебно-тренировочного авиаполка (утап) в Севастлейке приступил к освоению Як-15. Первыми в полку Як-15 освоили полковники П. С. Акуленко и И. Е. Абрамов, майоры И. Д. Кошель и Кузьминский, капитан Е. А. Зырянов.

Во время одного из первых полетов в момент отрыва от ВПП на самолете, пилотируемом Н. Я. Фатеевым, загорелся двигатель. Летчик оказался в сложной ситуации, поскольку взлетал в сторону города. Тем не менее он на горящей машине перетянул через реку и посадил «як» в поле. Самолет сгорел, но пилот остался жив. Впоследствии Фатеева удостоили ордена Красного Знамени.

Полтора десятка «яков» подготовили к ноябрьскому параду. Пилоты уже сидели в кабинах, но поступила команда «отбой». Москву окутал туман.

В декабре 1946 года две машины № 31002 и № 31015 предъявили на государственные испытания в качестве тренировочных истребителей с одной пушкой НС-23, завершившиеся в апреле 1947 года. Ведущим инженером и летчиком-испытателем назначили Г. А. Седова, его дублером — А. Г. Прошакова.

Одновременно с государственными испытаниями на девятом серийном Як-15 проводились специальные летные исследования пилотажных качеств, оказавшихся близкими к Як-3. Например, вираж на высоте 5000 метров самолет выполнял за 26 секунд (у Як-3 с мотором М-107А — 20 секунд). Время выполнения боевого разворота — 24 секунды (у Як-3 с мотором М-105ПФ — 20–22 секунды), при этом Як-15 набирал высоту 1660 метров, а Як-3 с М-107А — лишь 1400 метров.

В то же время выполнение фигур высшего пилотажа на Як-15 считалось проблематичным. У военных вызывал сомнение прежде всего двигатель РД-10, собиравшийся из трофейных немецких узлов и отличавшийся низкой надежностью, кроме этого, отсутствовали катапультируемое сиденье летчика и воздушные тормоза.

И все же по технике пилотирования Як-15 являлся наиболее простым из всех первых отечественных реактивных истребителей и был доступен для освоения летчикам средней квалификации. Правда, по запасам продольной устойчивости и управляемости он не удовлетворял требованиям ВВС, поскольку оказался неустойчив в канале тангажа, а усилия на руле высоты значительно менялись в зависимости от режима работы двигателя, что связано с использованием реданной схемы.

Вместе с тем Як-15, построенный по концепции дозвуковой машины с толстым крылом, имел значительные ограничения, не позволявшие реализовать все возможности ТРД. В частности, на высотах до 3150 метров запрещалось (по условиям прочности планера) развивать скорость свыше 700 км/ч по прибору, на больших высотах скорость ограничивалась числом М=0,68.

На самолетах стояли двигатели РД-10, собранные на заводе № 26 из деталей Jumo-004B1 немецкого производства. Несмотря на тщательный контроль при сборке, ТРД нарабатывали в лучшем случае около 16 часов, при ресурсе 25 часов. За время государственных испытаний на истребителях заменили три двигателя. Неудовлетворительная их работа, к тому же ограниченная 10 минутами на номинальном режиме, не позволяла определить летные характеристики во всем диапазоне высот полета. Непрерывный набор высоты на режиме максимальной скороподъемности допускался лишь до высоты 8370 метров, а ее максимальное значение не превышало 10 000 метров, хотя по расчетам в запасе имелось еще около 3000 метров.

Очень неудобным в эксплуатации оказалось шасси с хвостовым колесом, приводившее к вибрации руля поворота и повреждению камнями рулей высоты при пробе двигателя. Газовая струя разрушала поверхность аэродрома, а при длительной рулежке по заснеженному полю приводила к обледенению нижней обшивки горизонтального оперения.

Все это требовало доработок. Заказчик пожелал установить новое шасси с носовым колесом и переделать горизонтальное оперение (впоследствии доработали вторую серийную машину), а для надежной работы двигателя при отрицательных перегрузках установить специальные топливные баки. Для увеличения дальности радиосвязи в НИИ ВВС однолучевую антенну заменили двухлучевой.

Несмотря на недостатки, в заключении акта по результатам государственных испытаний, утвержденного в мае 1947 года, отмечалось:

«Самолет Як-15, как имеющий пилотажные качества, близкие к серийному самолету Як-3, находящемуся на вооружении, удовлетворяет требованиям ВВС, предъявляемых к тренировочному реактивному истребителю…

Ввиду исключительно малой дальности полета — 300 км на наивыгоднейшем режиме на высоте 1000 м одиночного самолета (при полете в группе еще меньше. — Прим. авт.) до полного выгорания топлива доведение самолета до боевого состояния нецелесообразно, так как в этом случае ухудшаются его пилотажные качества, вследствие <…> значительного увеличения полетного веса за счет горючего для достижения дальности полета 800–900 км.

Считать необходимым, в силу простоты конструкции, малой тяги двигателя РД-10 и простоты пилотирования, <…> Як-15 модифицировать в учебно-тренировочный с двойным управлением и трехколесным шасси…»

Согласно декабрьскому 1946 года постановлению правительства и последовавшему за ним приказу промышленности предписывалось изготовить и передать ВВС 50 истребителей Як-15. Из них 25 — в боевом варианте и 25 — в тренировочном с сокращенным вооружением и двойным управлением. Однако для МАПа эта заявка оказалась не по плечу, и в январе 1947 года заместитель министра авиационной промышленности П. В. Дементьев обратился к главному инженеру ВВС И. В. Маркову с просьбой о выпуске самолетов без вооружения и с сокращенным составом оборудования. В своем обращении он писал:

«Изготовляемые заводом № 31 65 <…> Як-15 с РД-10 для участия в первомайском параде считаю необходимым выпустить в полном соответствии с самолетами <…>, изготовленными к параду 7 ноября 1946 г., т. е. без оружия и бронезащиты, с верхним керосиновым баком полного объема <…>, с установкой радиоприемника и радиопередатчика, но без радиополукомпаса РПКО-10M…

Пушки НС-23к и РПКО-10M государственных испытаний не прошли и в серийном производстве не изготавливаются. На этих самолетах, будут устранены все дефекты, выявленные в процессе подготовки их к параду 7 ноября, согласно утвержденной Вами ведомости.

После сдачи 65 самолетов <…> в указанном виде завод № 31 будет выпускать самолеты с оружием, бронезащитой и радиополукомпасом с плоской рамкой».

1 мая 1947 года над Красной площадью пролетели 100 реактивных истребителей (по 50 Як-15 и МиГ-9).

Серийное производство Як-15 завершилось в 1947 году выпуском 280 машин. Полноценные двухпушечные истребители можно было встретить на аэродромах не только в Советском Союзе, но и в Венгрии (2-я ВА), Польше (4-я ВА), Маньчжурии (9-я ВА), Германии (16-я ВА) и Румынии (17-я ВА).

К числу наиболее распространенных дефектов самолета, выявившихся в ходе эксплуатации, относились разрушение рессор амортизации хвостового колеса, течь гидравлической смеси через уплотнительные манжеты амортизационных стоек шасси, а также преждевременный износ и обрыв отдельных нитей тросов управления рулем поворота. Случались и летные происшествия. Например, в сентябре 1947 года в Сейме (Горьковская область) разбился Як-15 № 310016. Как показало расследование, рассоединилась проводка управления рулем высоты. Впрочем, техника есть техника.

В ОКБ А. С. Яковлева, начиная с Як-1, стало традицией, создавая новую машину, разработать и ее двухместный учебно-тренировочный вариант. Не стал исключением и Як-15. Спарка получила обозначение Як-21 (Як-ЮМО вывозной, Як-15В или Як-21В). Названий много, а машина была одна. Як-21 № 31001 впервые облетал летчик-испытатель завода № 31 П. У. Фокин (ведущий — инженер В. Г. Григорьев и механик О. В. Яницкий) 5 апреля 1947 года. Смущает серийный номер машины 01. Известно, что самолет с таким же номером потерпел аварию 17 октября 1946 года. Не исключено, что его не сдали в металлолом, а переделали в двухместный.

В 1950-м году в ЛИИ один самолет оборудовали аппаратурой дозаправки топливом в полете от бомбардировщика Ту-2 по схеме «с крыла на крыло», и хотя до перелива горючего дело не дошло, имитация этого процесса в полете продемонстрировала возможность дозаправки истребителей в воздухе.

Як-15 стал первым реактивным самолетом, поступившим на вооружение отечественной авиации, и на нем впервые в Советском Союзе был освоен индивидуальный и групповой высший пилотаж.

В заключении акта по государственным испытаниям Як-15 отмечалось, в частности: «Считать необходимым в силу простоты конструкции, малой тяги двигателя РД-10 и простоты пилотирования, <…> Як-15 модифицировать в учебно-тренировочный с двойным управлением и трехколесным шасси».

Эти рекомендации стали основанием для разработки одноместного Як-15У и двухместного Як-21Т (Т — трехколесный), после принятия на вооружение получивших обозначения Як-17 и УТИ Як-17 (или Як-17В — вывозной) соответственно. Но это уже другая история.

Примечания:

1 — бензин — 200 кг, керосин — 50 кг, азотная кислота — 200 кг;

2 — объем топливных баков — 682 литра;

3 — расчетная максимальная скорость без включения ЖРД — 651 км/ч;

4 — без запуска ЖРД/с ЖРД.