В погоне за Люфтваффе-3. 1942-й. Мессершмитт и Танк против Яковлева и Лавочкина
1942-й год начался. Работы, проводимые конструкторами обеих стран, продолжалась. Летчики обеих стран сражались за превосходство в воздухе, а конструкторы сражались за то, чтобы обеспечить летчиков лучшим оружием.
В феврале 1942 года началось серийное производство модификации Як-7А (построено 277 самолетов), отличавшейся наличием радиостанции РСИ-4 «Малютка» с повышенной помехозащищенностью и рядом мелких улучшений в конструкции планера. ЛТХ самолета практически не изменились.
В апреле Як-7А сменил Як-7Б (он же «эталон 1942 г.», выпущен 261 самолет) с усиленным вооружением. Вместо пулеметов ШКАС на нем установили два синхронных крупнокалиберных пулемета УБС с общим боекомплектом 400 патронов (260 — на левый пулемет и 140 — на правый).
Масса секундного залпа достигла 2,72 кг. Кроме того, на самолете вновь повысили до 2700 обороты мотора, установили более удобную ручку управления под одну руку, ввели уборку хвостового колеса шасси и провели ряд других усовершенствований в аэродинамике. Несмотря на увеличение взлетной массы, перевалившей за три тонны, летные данные остались на прежнем уровне. Реальное достижение в плане аэродинамики.
Некоторому улучшению характеристик истребителей Яковлева способствовало появление форсированного мотора М-105ПФ. За счет снижения высотности номинальная мощность этого мотора, замеренная на высоте 700 м, увеличилась до 1260 л. с, а на высоте 3000 м — до 1180 л. с.
С июня 1942 г. такие моторы начали устанавливать на Як-1 и Як-7. Удельная нагрузка на мощность немного понизилась, а скорость горизонтального полета — возросла, в целом сравнявшись со значениями этого показателя у Bf 109F-2. Но по скороподъемности «яки» все еще отставали от «мессершмитта», но уже не так значительно.
Между тем в начале 1942 года на советско-германский фронт начали поступать новые версии «мессершмитта» — Ме-109F-3 и Ме-109F-4.
На них стоял двигатель DB-601E мощностью 1350 л. с. Различие между F-3 и F-4 заключалось лишь в калибре мотор-пушки: на F-3 монтировали MG-151 15-миллиметрового калибра, а на F-4 — то же орудие, но с 20-миллиметровым стволом.
Взлетная масса F-4 выросла до 2860 кг, однако за счет увеличения мощности двигателя энерговооруженность повысилась до 2,12 кг/л. с. Соответственно, увеличилась и максимальная скорость машины, перешагнув отметку в 630 км/ч. Немцы снова ушли в отрыв.
С появлением на фронте Ме-109F-4 для наших авиастроителей начался очередной напряженный этап. Поскольку советские двигателисты в обозримом будущем не могли предоставить для «яка» более мощный мотор, его создателям вновь пришлось облегчать и тщательно «вылизывать» свое изделие, буквально по крупицам набирая дополнительные километры скорости.
Но Яковлев с целью экономии веса изначально заложил в И-26 минимально допустимый запас прочности, а потому никакое облегчение за счет ослабления конструкции было уже невозможно. Выходом мог стать переход на дюраль. Этот путь сулил широкие перспективы, поскольку одна лишь замена деревянного стабилизатора Як-7 на металлический дала экономию в весе планера почти на 20 килограммов.
Однако он тоже оказался заблокирован, поскольку немцы в 1941 году захватили основные советские мощности по производству алюминия. Выпуск «крылатого металла» упал почти на 70%, а американские поставки по ленд-лизу не компенсировали и половины этого падения. В СССР начался «дюралевый кризис», окончательно преодоленный только к концу войны.
Як-1 пробовали облегчить за счет снятия части оборудования и даже вооружения, но это дало лишь незначительный эффект, а боевая ценность истребителя существенно понизилась. Самолеты без пулеметов, раций, кислородных баллонов и бронеспинок, вооруженные одной лишь пушкой, были выпущены в 1942 году малой серией и поступили на вооружение двух истребительных полков ПВО Москвы.
Поскольку попытки облегчения истребителя положительных результатов не дали, для повышения летных данных оставалась аэродинамика. То есть, вылизывание всего, чего только можно.
Так появился «Як-1 с улучшенной аэродинамикой», ставший самой крупносерийной версией машины. С декабря 1942 по июль 1944 г. выпущен 4461 экземпляр истребителя, максимальную скорость которого, несмотря на все ухищрения, удалось довести лишь до 595 км/ч.
Большинство таких машин относилось к модификации Як-1Б (он же «Як-1 с улучшенным обзором, бронированием и вооружением»), отличавшейся пониженным закабинным гаргротом и установкой каплевидного, полностью застекленного фонаря, обеспечившего значительное улучшение обзора задней полусферы. Для защиты головы летчика в фонаре установили переднее и заднее бронестекла.
Интересно, что Вилли Мессершмитт, не желая ломать отлаженную до мелочей технологию сборки фюзеляжей Ме-109, не решился на подобную переделку своего истребителя. Дабы не ломать установившиеся производственные схемы. Вплоть до конца войны Ме-109 так и не получил каплевидный фонарь. Высокий гаргрот закрывал обзор, из-за чего пилотам «мессершмиттов» было гораздо сложнее обнаружить врага, напавшего сзади, чем их противникам. Это давало советским летчикам, не забывавшим в полете «крутить головой», определенное преимущество.
Вооружение Як-1Б состояло из мотор-пушки и одного синхронного крупнокалиберного пулемета УБС с боекомплектом 200 патронов (с марта 1943 г. — 240 патронов). Масса секундного залпа — 1,92 кг.
Производство Як-1Б началось в сентябре 1942-го, а с октября все Як-1 строились только в этой модификации. Общий итог серийного выпуска составил 4188 экземпляров.
Параллельно с Як-1 развивался и Як-7. Летом 1942 года появилась очередная модификация Як-7ДИ («дальний истребитель») с увеличенным запасом топлива и масла. Чтобы освободить место для размещения в крыле двух дополнительных бензобаков, массивные деревянные лонжероны и нервюры заменили на дюралевые.
С целью облегчения машины вооружение уменьшили на одну огневую точку, оставив мотор-пушку и один (левый) пулемет УБС. Фюзеляж имел пониженный гаргрот и каплевидный фонарь по типу Як-1Б.
Самолет посчитали удачным, и в конце того же года запустили в серию под индексом Як-9, но не с четырьмя, а с двумя крыльевыми баками.
Пока ОКБ Яковлева трудилось над улучшением своих истребителей, немцы тоже не сидели сложа руки. В конце 1941 года на Ме-109 установили новый мотор DB-605A. Увеличение рабочего объема, повышение степени сжатия и числа оборотов этого мотора позволили достичь мощности 1450 л. с. на номинальном режиме.
Первая модификация «мессершмитта» с такой силовой установкой получила обозначение Ме-109G-1 («густав»). Она имела гермокабину, которая на Восточном фронте оказалась ненужной, так как воздушные бои здесь шли на высотах не более 6000 метров. Поэтому в Россию летом 1942 года попала вторая модификация Ме-109G-2 без герметичной кабины.
Внешне самолет был почти точной копией Ме-109F-4, отличаясь лишь слегка увеличенным обтекателем маслорадиатора под капотом. Столь же идентичным было и вооружение — мотор-пушка MG-151/20 и два синхронных пулемета MG-17 с возможностью подвески под крыльями двух дополнительных пушечных контейнеров.
Однако летные характеристики заметно повысились в сравнении с предыдущей моделью. Взлетная масса машины составляла 2935 кг, а удельная нагрузка на мощность достигла рекордно низкого значения — 2,02 кг/л. с. Соответственно максимальная скорость возросла до 665 км/ч, а скороподъемность — до 23 м/с на высоте 2000 м.
Полный вираж самолет выполнял примерно за 21 — 22 секунды, однако выпуск закрылков позволял сэкономить еще 1—2 секунды, благодаря чему Ме-109G под управлением опытного летчика не уступал истребителям Яковлева в горизонтальной маневренности.
На советских истребителях закрылки отсутствовали, а посадочные щитки для боевого маневрирования практически не использовались. К тому же, начиная с модификации Як-7А, щитки на «яках» имели только два фиксированных положения — «нулевое» и «посадочное» (отклонение на 55 град.), причем взлет выполнялся с закрытыми щитками.
Появление на советско-германском фронте в конце лета 1942 года Ме-109G-2 снова увеличило разрыв между «мессершмиттами» и «яками» по основным летно-техническим характеристикам, что не могло не сказаться на итогах воздушных боев.
В апреле 1942 года вышел приказ о снятии ЛаГГ-3 с производства на крупном горьковском авиазаводе № 21 и переводе этого завода на постройку Як-7.
Спасти самолет помогла радикальная замена силовой установки. И, находясь не в самом лучшем положении, Лавочкин совершил чудо. Чудом можно назвать оперативную установку на самолет 14-цилиндрового двухрядного звездообразного мотора воздушного охлаждения М-82 мощностью 1700 л. с. М-82 имел номинальную мощность у земли 1400 л. с. и 1540 л. с. на высоте 2000 метров.
Не продукция «Даймлер-Бенц», но тем не менее.
Этот мотор, кстати, пытались ставить и на Як-7. Однако из-за более слабой конструкции и слишком коротких стоек шасси яковлевской машины, не позволявших использовать винт необходимого диаметра, попытка оказалась неудачной.
А у Лавочкина получилось. Тяжелый, но мощный М-82 удачно вписался в облик истребителя, хотя поначалу никто не думал, что ЛаГГ, который фактически был списан со счетов, получит «второе дыхание».
ЛаГГ-3 с М-82, в дальнейшем ненадолго переименованный в ЛаГГ-5, а затем — в Ла-5 (поскольку Горбунов и Гудков не принимали участия в его создании), проходил заводские летные испытания в марте-апреле 1942-го.
При номинальном режиме работы мотора он развил скорость 531 км/ч у земли и 586 км/ч на высоте 3000 метров. В сравнении с ЛаГГ-3 данные сочли обнадеживающими, и самолет немедленно, уже в июне запустили в серию на том же 21-м заводе, который ранее планировали перепрофилировать под истребители Яковлева.
Производство ЛаГГ-3 сохранилось на авиазаводе № 31 в Тбилиси. В 1943 году там собрали 1065 «лаггов» и в 1944-м — еще 229, после чего выпуск «утюгов» окончательно прекратился.
Первые серийные ЛаГГ-5 собирали на базе скопившихся на 21-м заводе частично готовых планеров ЛаГГ-3 с пятью бензобаками. Они поступили на фронт в сентябре 1942-го. Взлетная масса этих машин составляла 3370 кг, вооружение — две синхронные пушки ШВАК с боекомплектом 220 снарядов на ствол (масса секундного залпа 2,55 кг).
Затем, к концу того же года, от консольных баков отказались ради экономии веса, а одну из пушек с той же целью заменили пулеметом УБС. Толщину бронеспинки сиденья уменьшили с 10 до 8,5 мм. Благодаря этому взлетная масса понизилась до 3200 кг. Удельная нагрузка на площадь облегченной машины — 183 кг, что было все же немного больше, чем на тогдашних «мессершмиттах» и на «яках».
Зато удельная нагрузка на мощность составляла 2,08 кг на номинальном режиме, а на форсажном — 1,89, то есть по этому показателю Ла-5 оказался гораздо лучше современных ему яковлевских машин. Немного превзошел он по энерговооруженности и относительно новый «мессершмитт» Ме-109F-4.
Однако из-за худшей аэродинамики его летные характеристики в целом оставались более низкими, особенно — скороподъемность и скорость на больших высотах. Но были и обнадеживающие моменты.
За счет большего веса Ла-5 быстрее разгонялся на пикировании, а включение пятиминутного взлетно-форсажного режима позволяло ему в течение этого времени развивать более высокую скорость на высотах до 3000 м. Скороподъемность у земли также повышалась с 14 до 18 м/с, но по этому показателю даже взлетный форсаж двигателя не позволял Ла-5 догнать «фридриха».
По горизонтальной маневренности новый советский истребитель почти сравнялся с «мессершмиттом». Наличие автоматических предкрылков позволяло пилоту Ла-5 выполнять столь же резкие, крутые виражи без риска сорваться в штопор, как и его оппоненту. В сравнении с ЛаГГ-3 время разворота Ла-5 сократилось с 25 до 22 секунд.
Ла-5 обладал и еще одним важным достоинством. Все экземпляры этой машины изначально были радиофицированы: на каждом стоял приемник РСИ-3, а на каждом третьем — еще и передатчик РСИ-4. С лета 1943 г. на всех машинах начали ставить не только приемники, но и передатчики, причем на машинах более раннего выпуска, поступивших с заводов без передатчиков, их монтировали непосредственно на аэродромах.
Между тем Ла-5 был не лишен серьезных эксплуатационных недостатков, главные из которых — плохая термоизоляция двигателя и отсутствие вентиляции кабины, а также невозможность открыть фонарь в полете на скоростях более 350 км/ч. Вдобавок из-за плохой герметизации моторного отсека в кабину нередко затягивало выхлопной газ. Удушающая жара, достигавшая зимой 40, а летом 55 — 60 градусов и помноженная на риск оказаться замурованными в кабине при необходимости экстренно покинуть машину, зачастую вынуждала пилотов Ла-5 летать с открытыми фонарями, хоть это и запрещалось инструкциями.
Если в сравнении с Ме-109F-4 летные данные Ла-5 выглядели в общем терпимо, то Ме-109G, появившийся на советско-германском фронте почти одновременно с новой лавочкинской машиной, сразу отбросил ее в разряд устаревших.
На его фоне Ла-5 утратил свое форсажное преимущество в скорости на малых высотах, а на высоте 4—6 км «густав» летал быстрее «лавочкина» на 60 — 70 км/ч. Лишь у самой земли, на высотах менее полутора километров у Ла-5 оставалась небольшая, 10 — 15-ти километровая «форсажная фора».
Превосходство Ме-109G в скороподъемности было подавляющим. На всем диапазоне высот «густав» шел вверх на 2 — 3 метра в секунду быстрее, чем «лавочкин» на форсаже. А когда пилот Ла-5 был вынужден отключать форсирование, чтобы не «сжечь» двигатель, превосходство «мессершмитта» достигало 7 — 8 метров в секунду, что делало для наших летчиков практически невозможным ведение боя на вертикалях.
Немного исправить положение помогла разработка новой версии мотора М-82, получившей обозначение М-82Ф («форсированный»). Хотя мощность этого двигателя осталась прежней, теперь он мог работать неограниченное время на форсажном режиме. Фактически это означало постоянную прибавку мощности на высотах до трех километров, причем на двух километрах такая прибавка составляла без малого 300 л. с.
В ноябре 1942 г. самолет, оснащенный двигателем М-82Ф, прошел государственные испытания и в декабре был запущен в серию под обозначением Ла-5Ф. Весной 1943-го с конвейера завода № 21 стали сходить Ла-5Ф с улучшенным обзором. Также, как и на «яках», у них понизили закабинный гаргрот фюзеляжа. Фонарь стал каплевидным, а за головой пилота появилось прозрачное бронестекло, вместо стального бронезаголовника.
Вооружение Ла-5Ф состояло из двух синхронных пушек ШВАК с боекомплектом по 200 снарядов на ствол, то есть вновь стало таким же, как и на ранних Ла-5.
Одновременно с появлением на фронте первых Ла-5 немцы ввели в бой против советских ВВС свой новый истребитель, оснащенный мотором воздушного охлаждения — «фокке-вульф» FW190. Возможно, это просто совпадение, однако на Западе такие машины воевали с середины лета 1941-го, а в России они появились только в сентябре 1942-го.
Первой модификацией «фокке-вульфа», попавшей на Восточный фронт, был FW 190A-3. На нем стоял мотор BMW-801D-2 с двухскоростным нагнетателем и непосредственным впрыском. Взлетная мощность 1720 л. с. (по другим данным — 1800 л. с), номинальная — 1590 л. с. на высоте 700 м и 1360 л. с. — на высоте 4100 м. На кратковременном «чрезвычайном режиме» мощность на одну минуту можно было повысить до 1820 л. с. на низких высотах и до 1490 л. с. на 6000 м.
Очень важным достоинством BMW-801 было наличие так называемого центрального поста управления двигателем Kommandogerat. Это устройство в автоматическом режиме обеспечивало регулировку всех параметров работы мотора в зависимости от положения сектора газа. Автомат устанавливал давление наддува, опережение зажигания, состав топливо-воздушной смеси, переключал скорости нагнетателя и выставлял шаг винта.
На истребителях Лавочкина летчик был вынужден выполнять все эти действия вручную. Чтобы отрегулировать работу винтомоторной группы, ему приходилось сделать до шести точно скоординированных и последовательных движений, тогда как пилоту «фокке-вульфа» достаточно было для этого всего лишь передвинуть рычаг комплексного управления двигателем.
В результате пилоты Ла-5 и Ла-5ФН, дабы не отвлекаться от ведения боя, обычно заранее выставляли ВМГ своих истребителей на некий «промежуточный» режим, не позволявший им достичь оптимальных характеристик, но зато не грозящий риском перегрева и отказа мотора.
Недостатком BMW-801 можно считать более высокую, чем у М-82ФН, абсолютную и удельную массу. Проще говоря, он был более тяжелым (почти на 100 кг).
FW190A-3 обладал исключительно сильным для своего времени огневым потенциалом, состоявшим из двух синхронных пулеметов MG-17 перед кабиной, двух также синхронных авиапушек MG-151/20 в корневой части крыла и двух авиапушек MGFF во внешних частях крыла, стрелявших вне диска вращения винта.
Масса секундного залпа достигала 5,45 кг, то есть в три с лишним раза больше, чем у Ме-109G-2 или Як-9Д, и вдвое больше, чем у Ла-5ФН. К началу 1943 года огневая мощь «фокке-вульфа» была рекордной для истребителей, воевавших на Восточном фронте. Этот собственный рекорд ему предстояло побить еще не раз…
Боекомплект MG-151/20 с ленточным питанием состоял из 250 снарядов, пушки MGFF с барабанным магазином — из 55 снарядов, а пулемета MG-17 — из 1000 патронов. Столь мощное вооружение было особенно эффективно против штурмовиков и бомбардировщиков.
Кроме высокой огневой мощи, FW 190A-3 отличался неплохой пассивной защитой. Цельнометаллический планер «фокке-вульфа» сам по себе имел более высокую боевую живучесть, чем смешанная или деревянная конструкция советских истребителей.
Кроме того, бензобаки немецкой машины были компактно размещены в фюзеляже под кабиной, а значит, они обладали меньшей площадью поражаемой поверхности, чем плоские крыльевые бензобаки «лавочкиных» и «яков». Помимо бронеспинки толщиной 8 мм, пилота сзади-сверху защищал 14-миллиметровый бронезаголовник, а спереди — 57-миллиметровое наклонное бронестекло, площадь которого была вдвое больше, чем на Як-1, Як-9 или Ла-5.
За бронеспинкой стояла дополнительная пятимиллиметровая бронеплита. Маслобак и кольцевой маслорадиатор, размещенные между блоком цилиндров двигателя и вентилятором, прикрывали два броневых кольца: переднее, более узкое, толщиной 5 мм, и заднее, трехмиллиметровое. Эти кольца могли защитить от пуль, попавших по касательной, и от осколков зенитных снарядов.
Относительно тяжелый мотор, мощное вооружение и более центнера брони в конструкции сделали взлетную массу FW 190A-3 весьма высокой — 3800 кг. Столь же высокой получилась и удельная нагрузка на площадь — 208 кг/кв. м, что далеко не лучшим образом сказалось на маневренности.
На виражах, согласно испытаний трофейных машин, «фокке-вульф» вел себя хуже «мессершмитта» и всех современных ему советских истребителей, включая даже ЛаГГ-3.
Максимальная скорость FW 190A-3/A-4 равнялась 560 км/ч на высоте одного километра и 630 км/ч на шести километрах. Согласно немецким сведениям, минутный «чрезвычайный форсаж» позволял повысить эти значения до 590 и 660 км/ч. Правда, к данным цифрам следует относиться скептически, поскольку из-за невысоких разгонных характеристик «фокке-вульфа», достичь таких показателей в реальных боевых условиях было проблематично.
До высоты 3500-4000 метров Ла-5Ф мог догнать и перегнать «фокке-вульф», летящий на номинальном режиме, однако далее мощность двигателя нашего истребителя начинала снижаться и преимущество переходило к «немцу».
Як имел незначительное отставание от FW 190 также примерно до 4000 метров, затем противник с каждым метром высоты становился быстрее, а скорость «яка», наоборот, падала. На высотах свыше 4500 м «фокке-вульф» был недосягаем как для Ла-5Ф, так и для Як-7 с мотором ВК-105ПФ.
Хуже для тяжелого «немца» обстояли дела со скороподъемностью. По этому показателю он на высотах до 5000 м уступал всем нашим истребителям, выпускавшимся в 1942 году, за исключением ЛаГГ-3. Положение немного спасал форсажный режим, с помощью которого «фокке-вульф» в диапазоне 3000-5000 м мог оторваться от «Яков» и Ла-5.
FW-190 за счет своего веса и неплохой аэродинамики быстрее, чем наши истребители, разгонялся на пикировании. Благодаря этому его пилот, имея запас высоты, мог выйти из боя и оторваться от противника. Но с другой стороны «фокке-вульф» не мог столь же резко, как «яки» или Ла-5, «ломать траекторию» при выходе из пике, то есть немецкому летчику приходилось раньше начинать выводить машину во избежание риска врезаться в землю.
Итоги. 1942-й год оказался весьма непростым для советского авиапрома. С большим трудом сокращенное отставание от Люфтваффе было утеряно с появлением у немцев новых, более мощных двигателей.
Воздух по-прежнему оставался за Люфтваффе. Однако работы, проводимые советскими конструкторами и особенно двигателистами, позволяли смотреть в будущее несколько более оптимистично.
Впереди был переломный 1943-й год.
Источники:
Кондратьев В. В. Сравнительный анализ конструкций и летно-технических данных советских и германских истребителей, принимавших участие в Великой Отечественной войне.
Шавров В. Б. История конструкций самолётов в СССР 1938—1950 гг.
Шунков В. Н. Авиация Люфтваффе.
В феврале 1942 года началось серийное производство модификации Як-7А (построено 277 самолетов), отличавшейся наличием радиостанции РСИ-4 «Малютка» с повышенной помехозащищенностью и рядом мелких улучшений в конструкции планера. ЛТХ самолета практически не изменились.
В апреле Як-7А сменил Як-7Б (он же «эталон 1942 г.», выпущен 261 самолет) с усиленным вооружением. Вместо пулеметов ШКАС на нем установили два синхронных крупнокалиберных пулемета УБС с общим боекомплектом 400 патронов (260 — на левый пулемет и 140 — на правый).
Масса секундного залпа достигла 2,72 кг. Кроме того, на самолете вновь повысили до 2700 обороты мотора, установили более удобную ручку управления под одну руку, ввели уборку хвостового колеса шасси и провели ряд других усовершенствований в аэродинамике. Несмотря на увеличение взлетной массы, перевалившей за три тонны, летные данные остались на прежнем уровне. Реальное достижение в плане аэродинамики.
Некоторому улучшению характеристик истребителей Яковлева способствовало появление форсированного мотора М-105ПФ. За счет снижения высотности номинальная мощность этого мотора, замеренная на высоте 700 м, увеличилась до 1260 л. с, а на высоте 3000 м — до 1180 л. с.
С июня 1942 г. такие моторы начали устанавливать на Як-1 и Як-7. Удельная нагрузка на мощность немного понизилась, а скорость горизонтального полета — возросла, в целом сравнявшись со значениями этого показателя у Bf 109F-2. Но по скороподъемности «яки» все еще отставали от «мессершмитта», но уже не так значительно.
Между тем в начале 1942 года на советско-германский фронт начали поступать новые версии «мессершмитта» — Ме-109F-3 и Ме-109F-4.
На них стоял двигатель DB-601E мощностью 1350 л. с. Различие между F-3 и F-4 заключалось лишь в калибре мотор-пушки: на F-3 монтировали MG-151 15-миллиметрового калибра, а на F-4 — то же орудие, но с 20-миллиметровым стволом.
Взлетная масса F-4 выросла до 2860 кг, однако за счет увеличения мощности двигателя энерговооруженность повысилась до 2,12 кг/л. с. Соответственно, увеличилась и максимальная скорость машины, перешагнув отметку в 630 км/ч. Немцы снова ушли в отрыв.
С появлением на фронте Ме-109F-4 для наших авиастроителей начался очередной напряженный этап. Поскольку советские двигателисты в обозримом будущем не могли предоставить для «яка» более мощный мотор, его создателям вновь пришлось облегчать и тщательно «вылизывать» свое изделие, буквально по крупицам набирая дополнительные километры скорости.
Но Яковлев с целью экономии веса изначально заложил в И-26 минимально допустимый запас прочности, а потому никакое облегчение за счет ослабления конструкции было уже невозможно. Выходом мог стать переход на дюраль. Этот путь сулил широкие перспективы, поскольку одна лишь замена деревянного стабилизатора Як-7 на металлический дала экономию в весе планера почти на 20 килограммов.
Однако он тоже оказался заблокирован, поскольку немцы в 1941 году захватили основные советские мощности по производству алюминия. Выпуск «крылатого металла» упал почти на 70%, а американские поставки по ленд-лизу не компенсировали и половины этого падения. В СССР начался «дюралевый кризис», окончательно преодоленный только к концу войны.
Як-1 пробовали облегчить за счет снятия части оборудования и даже вооружения, но это дало лишь незначительный эффект, а боевая ценность истребителя существенно понизилась. Самолеты без пулеметов, раций, кислородных баллонов и бронеспинок, вооруженные одной лишь пушкой, были выпущены в 1942 году малой серией и поступили на вооружение двух истребительных полков ПВО Москвы.
Поскольку попытки облегчения истребителя положительных результатов не дали, для повышения летных данных оставалась аэродинамика. То есть, вылизывание всего, чего только можно.
Так появился «Як-1 с улучшенной аэродинамикой», ставший самой крупносерийной версией машины. С декабря 1942 по июль 1944 г. выпущен 4461 экземпляр истребителя, максимальную скорость которого, несмотря на все ухищрения, удалось довести лишь до 595 км/ч.
Большинство таких машин относилось к модификации Як-1Б (он же «Як-1 с улучшенным обзором, бронированием и вооружением»), отличавшейся пониженным закабинным гаргротом и установкой каплевидного, полностью застекленного фонаря, обеспечившего значительное улучшение обзора задней полусферы. Для защиты головы летчика в фонаре установили переднее и заднее бронестекла.
Интересно, что Вилли Мессершмитт, не желая ломать отлаженную до мелочей технологию сборки фюзеляжей Ме-109, не решился на подобную переделку своего истребителя. Дабы не ломать установившиеся производственные схемы. Вплоть до конца войны Ме-109 так и не получил каплевидный фонарь. Высокий гаргрот закрывал обзор, из-за чего пилотам «мессершмиттов» было гораздо сложнее обнаружить врага, напавшего сзади, чем их противникам. Это давало советским летчикам, не забывавшим в полете «крутить головой», определенное преимущество.
Вооружение Як-1Б состояло из мотор-пушки и одного синхронного крупнокалиберного пулемета УБС с боекомплектом 200 патронов (с марта 1943 г. — 240 патронов). Масса секундного залпа — 1,92 кг.
Производство Як-1Б началось в сентябре 1942-го, а с октября все Як-1 строились только в этой модификации. Общий итог серийного выпуска составил 4188 экземпляров.
Параллельно с Як-1 развивался и Як-7. Летом 1942 года появилась очередная модификация Як-7ДИ («дальний истребитель») с увеличенным запасом топлива и масла. Чтобы освободить место для размещения в крыле двух дополнительных бензобаков, массивные деревянные лонжероны и нервюры заменили на дюралевые.
С целью облегчения машины вооружение уменьшили на одну огневую точку, оставив мотор-пушку и один (левый) пулемет УБС. Фюзеляж имел пониженный гаргрот и каплевидный фонарь по типу Як-1Б.
Самолет посчитали удачным, и в конце того же года запустили в серию под индексом Як-9, но не с четырьмя, а с двумя крыльевыми баками.
Пока ОКБ Яковлева трудилось над улучшением своих истребителей, немцы тоже не сидели сложа руки. В конце 1941 года на Ме-109 установили новый мотор DB-605A. Увеличение рабочего объема, повышение степени сжатия и числа оборотов этого мотора позволили достичь мощности 1450 л. с. на номинальном режиме.
Первая модификация «мессершмитта» с такой силовой установкой получила обозначение Ме-109G-1 («густав»). Она имела гермокабину, которая на Восточном фронте оказалась ненужной, так как воздушные бои здесь шли на высотах не более 6000 метров. Поэтому в Россию летом 1942 года попала вторая модификация Ме-109G-2 без герметичной кабины.
Внешне самолет был почти точной копией Ме-109F-4, отличаясь лишь слегка увеличенным обтекателем маслорадиатора под капотом. Столь же идентичным было и вооружение — мотор-пушка MG-151/20 и два синхронных пулемета MG-17 с возможностью подвески под крыльями двух дополнительных пушечных контейнеров.
Однако летные характеристики заметно повысились в сравнении с предыдущей моделью. Взлетная масса машины составляла 2935 кг, а удельная нагрузка на мощность достигла рекордно низкого значения — 2,02 кг/л. с. Соответственно максимальная скорость возросла до 665 км/ч, а скороподъемность — до 23 м/с на высоте 2000 м.
Полный вираж самолет выполнял примерно за 21 — 22 секунды, однако выпуск закрылков позволял сэкономить еще 1—2 секунды, благодаря чему Ме-109G под управлением опытного летчика не уступал истребителям Яковлева в горизонтальной маневренности.
На советских истребителях закрылки отсутствовали, а посадочные щитки для боевого маневрирования практически не использовались. К тому же, начиная с модификации Як-7А, щитки на «яках» имели только два фиксированных положения — «нулевое» и «посадочное» (отклонение на 55 град.), причем взлет выполнялся с закрытыми щитками.
Появление на советско-германском фронте в конце лета 1942 года Ме-109G-2 снова увеличило разрыв между «мессершмиттами» и «яками» по основным летно-техническим характеристикам, что не могло не сказаться на итогах воздушных боев.
В апреле 1942 года вышел приказ о снятии ЛаГГ-3 с производства на крупном горьковском авиазаводе № 21 и переводе этого завода на постройку Як-7.
Спасти самолет помогла радикальная замена силовой установки. И, находясь не в самом лучшем положении, Лавочкин совершил чудо. Чудом можно назвать оперативную установку на самолет 14-цилиндрового двухрядного звездообразного мотора воздушного охлаждения М-82 мощностью 1700 л. с. М-82 имел номинальную мощность у земли 1400 л. с. и 1540 л. с. на высоте 2000 метров.
Не продукция «Даймлер-Бенц», но тем не менее.
Этот мотор, кстати, пытались ставить и на Як-7. Однако из-за более слабой конструкции и слишком коротких стоек шасси яковлевской машины, не позволявших использовать винт необходимого диаметра, попытка оказалась неудачной.
А у Лавочкина получилось. Тяжелый, но мощный М-82 удачно вписался в облик истребителя, хотя поначалу никто не думал, что ЛаГГ, который фактически был списан со счетов, получит «второе дыхание».
ЛаГГ-3 с М-82, в дальнейшем ненадолго переименованный в ЛаГГ-5, а затем — в Ла-5 (поскольку Горбунов и Гудков не принимали участия в его создании), проходил заводские летные испытания в марте-апреле 1942-го.
При номинальном режиме работы мотора он развил скорость 531 км/ч у земли и 586 км/ч на высоте 3000 метров. В сравнении с ЛаГГ-3 данные сочли обнадеживающими, и самолет немедленно, уже в июне запустили в серию на том же 21-м заводе, который ранее планировали перепрофилировать под истребители Яковлева.
Производство ЛаГГ-3 сохранилось на авиазаводе № 31 в Тбилиси. В 1943 году там собрали 1065 «лаггов» и в 1944-м — еще 229, после чего выпуск «утюгов» окончательно прекратился.
Первые серийные ЛаГГ-5 собирали на базе скопившихся на 21-м заводе частично готовых планеров ЛаГГ-3 с пятью бензобаками. Они поступили на фронт в сентябре 1942-го. Взлетная масса этих машин составляла 3370 кг, вооружение — две синхронные пушки ШВАК с боекомплектом 220 снарядов на ствол (масса секундного залпа 2,55 кг).
Затем, к концу того же года, от консольных баков отказались ради экономии веса, а одну из пушек с той же целью заменили пулеметом УБС. Толщину бронеспинки сиденья уменьшили с 10 до 8,5 мм. Благодаря этому взлетная масса понизилась до 3200 кг. Удельная нагрузка на площадь облегченной машины — 183 кг, что было все же немного больше, чем на тогдашних «мессершмиттах» и на «яках».
Зато удельная нагрузка на мощность составляла 2,08 кг на номинальном режиме, а на форсажном — 1,89, то есть по этому показателю Ла-5 оказался гораздо лучше современных ему яковлевских машин. Немного превзошел он по энерговооруженности и относительно новый «мессершмитт» Ме-109F-4.
Однако из-за худшей аэродинамики его летные характеристики в целом оставались более низкими, особенно — скороподъемность и скорость на больших высотах. Но были и обнадеживающие моменты.
За счет большего веса Ла-5 быстрее разгонялся на пикировании, а включение пятиминутного взлетно-форсажного режима позволяло ему в течение этого времени развивать более высокую скорость на высотах до 3000 м. Скороподъемность у земли также повышалась с 14 до 18 м/с, но по этому показателю даже взлетный форсаж двигателя не позволял Ла-5 догнать «фридриха».
По горизонтальной маневренности новый советский истребитель почти сравнялся с «мессершмиттом». Наличие автоматических предкрылков позволяло пилоту Ла-5 выполнять столь же резкие, крутые виражи без риска сорваться в штопор, как и его оппоненту. В сравнении с ЛаГГ-3 время разворота Ла-5 сократилось с 25 до 22 секунд.
Ла-5 обладал и еще одним важным достоинством. Все экземпляры этой машины изначально были радиофицированы: на каждом стоял приемник РСИ-3, а на каждом третьем — еще и передатчик РСИ-4. С лета 1943 г. на всех машинах начали ставить не только приемники, но и передатчики, причем на машинах более раннего выпуска, поступивших с заводов без передатчиков, их монтировали непосредственно на аэродромах.
Между тем Ла-5 был не лишен серьезных эксплуатационных недостатков, главные из которых — плохая термоизоляция двигателя и отсутствие вентиляции кабины, а также невозможность открыть фонарь в полете на скоростях более 350 км/ч. Вдобавок из-за плохой герметизации моторного отсека в кабину нередко затягивало выхлопной газ. Удушающая жара, достигавшая зимой 40, а летом 55 — 60 градусов и помноженная на риск оказаться замурованными в кабине при необходимости экстренно покинуть машину, зачастую вынуждала пилотов Ла-5 летать с открытыми фонарями, хоть это и запрещалось инструкциями.
Если в сравнении с Ме-109F-4 летные данные Ла-5 выглядели в общем терпимо, то Ме-109G, появившийся на советско-германском фронте почти одновременно с новой лавочкинской машиной, сразу отбросил ее в разряд устаревших.
На его фоне Ла-5 утратил свое форсажное преимущество в скорости на малых высотах, а на высоте 4—6 км «густав» летал быстрее «лавочкина» на 60 — 70 км/ч. Лишь у самой земли, на высотах менее полутора километров у Ла-5 оставалась небольшая, 10 — 15-ти километровая «форсажная фора».
Превосходство Ме-109G в скороподъемности было подавляющим. На всем диапазоне высот «густав» шел вверх на 2 — 3 метра в секунду быстрее, чем «лавочкин» на форсаже. А когда пилот Ла-5 был вынужден отключать форсирование, чтобы не «сжечь» двигатель, превосходство «мессершмитта» достигало 7 — 8 метров в секунду, что делало для наших летчиков практически невозможным ведение боя на вертикалях.
Немного исправить положение помогла разработка новой версии мотора М-82, получившей обозначение М-82Ф («форсированный»). Хотя мощность этого двигателя осталась прежней, теперь он мог работать неограниченное время на форсажном режиме. Фактически это означало постоянную прибавку мощности на высотах до трех километров, причем на двух километрах такая прибавка составляла без малого 300 л. с.
В ноябре 1942 г. самолет, оснащенный двигателем М-82Ф, прошел государственные испытания и в декабре был запущен в серию под обозначением Ла-5Ф. Весной 1943-го с конвейера завода № 21 стали сходить Ла-5Ф с улучшенным обзором. Также, как и на «яках», у них понизили закабинный гаргрот фюзеляжа. Фонарь стал каплевидным, а за головой пилота появилось прозрачное бронестекло, вместо стального бронезаголовника.
Вооружение Ла-5Ф состояло из двух синхронных пушек ШВАК с боекомплектом по 200 снарядов на ствол, то есть вновь стало таким же, как и на ранних Ла-5.
Одновременно с появлением на фронте первых Ла-5 немцы ввели в бой против советских ВВС свой новый истребитель, оснащенный мотором воздушного охлаждения — «фокке-вульф» FW190. Возможно, это просто совпадение, однако на Западе такие машины воевали с середины лета 1941-го, а в России они появились только в сентябре 1942-го.
Первой модификацией «фокке-вульфа», попавшей на Восточный фронт, был FW 190A-3. На нем стоял мотор BMW-801D-2 с двухскоростным нагнетателем и непосредственным впрыском. Взлетная мощность 1720 л. с. (по другим данным — 1800 л. с), номинальная — 1590 л. с. на высоте 700 м и 1360 л. с. — на высоте 4100 м. На кратковременном «чрезвычайном режиме» мощность на одну минуту можно было повысить до 1820 л. с. на низких высотах и до 1490 л. с. на 6000 м.
Очень важным достоинством BMW-801 было наличие так называемого центрального поста управления двигателем Kommandogerat. Это устройство в автоматическом режиме обеспечивало регулировку всех параметров работы мотора в зависимости от положения сектора газа. Автомат устанавливал давление наддува, опережение зажигания, состав топливо-воздушной смеси, переключал скорости нагнетателя и выставлял шаг винта.
На истребителях Лавочкина летчик был вынужден выполнять все эти действия вручную. Чтобы отрегулировать работу винтомоторной группы, ему приходилось сделать до шести точно скоординированных и последовательных движений, тогда как пилоту «фокке-вульфа» достаточно было для этого всего лишь передвинуть рычаг комплексного управления двигателем.
В результате пилоты Ла-5 и Ла-5ФН, дабы не отвлекаться от ведения боя, обычно заранее выставляли ВМГ своих истребителей на некий «промежуточный» режим, не позволявший им достичь оптимальных характеристик, но зато не грозящий риском перегрева и отказа мотора.
Недостатком BMW-801 можно считать более высокую, чем у М-82ФН, абсолютную и удельную массу. Проще говоря, он был более тяжелым (почти на 100 кг).
FW190A-3 обладал исключительно сильным для своего времени огневым потенциалом, состоявшим из двух синхронных пулеметов MG-17 перед кабиной, двух также синхронных авиапушек MG-151/20 в корневой части крыла и двух авиапушек MGFF во внешних частях крыла, стрелявших вне диска вращения винта.
Масса секундного залпа достигала 5,45 кг, то есть в три с лишним раза больше, чем у Ме-109G-2 или Як-9Д, и вдвое больше, чем у Ла-5ФН. К началу 1943 года огневая мощь «фокке-вульфа» была рекордной для истребителей, воевавших на Восточном фронте. Этот собственный рекорд ему предстояло побить еще не раз…
Боекомплект MG-151/20 с ленточным питанием состоял из 250 снарядов, пушки MGFF с барабанным магазином — из 55 снарядов, а пулемета MG-17 — из 1000 патронов. Столь мощное вооружение было особенно эффективно против штурмовиков и бомбардировщиков.
Кроме высокой огневой мощи, FW 190A-3 отличался неплохой пассивной защитой. Цельнометаллический планер «фокке-вульфа» сам по себе имел более высокую боевую живучесть, чем смешанная или деревянная конструкция советских истребителей.
Кроме того, бензобаки немецкой машины были компактно размещены в фюзеляже под кабиной, а значит, они обладали меньшей площадью поражаемой поверхности, чем плоские крыльевые бензобаки «лавочкиных» и «яков». Помимо бронеспинки толщиной 8 мм, пилота сзади-сверху защищал 14-миллиметровый бронезаголовник, а спереди — 57-миллиметровое наклонное бронестекло, площадь которого была вдвое больше, чем на Як-1, Як-9 или Ла-5.
За бронеспинкой стояла дополнительная пятимиллиметровая бронеплита. Маслобак и кольцевой маслорадиатор, размещенные между блоком цилиндров двигателя и вентилятором, прикрывали два броневых кольца: переднее, более узкое, толщиной 5 мм, и заднее, трехмиллиметровое. Эти кольца могли защитить от пуль, попавших по касательной, и от осколков зенитных снарядов.
Относительно тяжелый мотор, мощное вооружение и более центнера брони в конструкции сделали взлетную массу FW 190A-3 весьма высокой — 3800 кг. Столь же высокой получилась и удельная нагрузка на площадь — 208 кг/кв. м, что далеко не лучшим образом сказалось на маневренности.
На виражах, согласно испытаний трофейных машин, «фокке-вульф» вел себя хуже «мессершмитта» и всех современных ему советских истребителей, включая даже ЛаГГ-3.
Максимальная скорость FW 190A-3/A-4 равнялась 560 км/ч на высоте одного километра и 630 км/ч на шести километрах. Согласно немецким сведениям, минутный «чрезвычайный форсаж» позволял повысить эти значения до 590 и 660 км/ч. Правда, к данным цифрам следует относиться скептически, поскольку из-за невысоких разгонных характеристик «фокке-вульфа», достичь таких показателей в реальных боевых условиях было проблематично.
До высоты 3500-4000 метров Ла-5Ф мог догнать и перегнать «фокке-вульф», летящий на номинальном режиме, однако далее мощность двигателя нашего истребителя начинала снижаться и преимущество переходило к «немцу».
Як имел незначительное отставание от FW 190 также примерно до 4000 метров, затем противник с каждым метром высоты становился быстрее, а скорость «яка», наоборот, падала. На высотах свыше 4500 м «фокке-вульф» был недосягаем как для Ла-5Ф, так и для Як-7 с мотором ВК-105ПФ.
Хуже для тяжелого «немца» обстояли дела со скороподъемностью. По этому показателю он на высотах до 5000 м уступал всем нашим истребителям, выпускавшимся в 1942 году, за исключением ЛаГГ-3. Положение немного спасал форсажный режим, с помощью которого «фокке-вульф» в диапазоне 3000-5000 м мог оторваться от «Яков» и Ла-5.
FW-190 за счет своего веса и неплохой аэродинамики быстрее, чем наши истребители, разгонялся на пикировании. Благодаря этому его пилот, имея запас высоты, мог выйти из боя и оторваться от противника. Но с другой стороны «фокке-вульф» не мог столь же резко, как «яки» или Ла-5, «ломать траекторию» при выходе из пике, то есть немецкому летчику приходилось раньше начинать выводить машину во избежание риска врезаться в землю.
Итоги. 1942-й год оказался весьма непростым для советского авиапрома. С большим трудом сокращенное отставание от Люфтваффе было утеряно с появлением у немцев новых, более мощных двигателей.
Воздух по-прежнему оставался за Люфтваффе. Однако работы, проводимые советскими конструкторами и особенно двигателистами, позволяли смотреть в будущее несколько более оптимистично.
Впереди был переломный 1943-й год.
Источники:
Кондратьев В. В. Сравнительный анализ конструкций и летно-технических данных советских и германских истребителей, принимавших участие в Великой Отечественной войне.
Шавров В. Б. История конструкций самолётов в СССР 1938—1950 гг.
Шунков В. Н. Авиация Люфтваффе.
Информация