Первые реактивные истребители А.С. Яковлева. Часть I
Самолёт Як-15 имел все шансы стать первым советским реактивным истребителем, поднявшимся в воздух. Однако из-за осторожности А.С. Яковлева, затянувшего подготовку к первому полёту, Як-15 всего на пару часов отстал от МиГ-9. Но это нисколько не умаляет его существенного вклада в развитие отечественной реактивной авиации. Об этом истребителе и о его дальнейшем развитии Як-17 и пойдет речь в этой статье.
К моменту окончания Второй мировой войны советское самолётостроение, в силу ряда обстоятельств, отстало от уровня Германии и наших союзников, США и Великобритании в деле разработки и внедрения турбореактивных двигателей. К этому времени у англичан уже были Глостер Метеор и Де Хевилленд Вампир, у американцев — неудачный P-59 Эркомет, которому на замену шел Локхид Р-80 Шутинг Стар. В Советском Союзе же на 9 мая 1945 года не было практически ничего, и нужно было срочно преодолевать это отставание.
Большую помощь в этом оказало изучение трофейных немецких образцов реактивной техники, захваченных в конце войны. В их числе были реактивные двигатели ЮМО 004 и БМВ 003, оказавшиеся в руках советских специалистов в довольно значительном количестве. Было решено скопировать этих двигатели и запустить их в нашей стране серийное производство (под названиями соответственно РД-10 и РД-20), а также начать разработку нескольких типов истребителей и бомбардировщиков под эти двигатели. Среди конструкторских бюро, получивших соответствующие задания, было и ОКБ-115 А.С. Яковлева.
В начале апреля 1945 года ГКО издал постановление, которое предписывало ОКБ-115 сконструировать, построить и предоставить на испытания одноместный самолет-истребитель с турбореактивным двигателем (ТРД) ЮМО 004. Чтобы сэкономить время и скорейшим образом выполнить это задание, Яковлев принял решение использовать в качестве основы для нового самолёта хорошо отработанный и испытанный поршневой Як-3.
Первый прототип истребителя, известного впоследствии под названием Як-15, первоначально носил обозначение Як-ЮМО (Як-3 ЮМО). Он по существу представлял собой повторение, с небольшими изменениями, конструкции цельнометаллического варианта Як-3 с поршневым мотором ВК-107А, на месте которого был поставлен немецкий трофейный ЮМО 004В тягой 900 кгс. Кстати, примеров прямой переделки поршневого истребителя в реактивный не так уж много. На фирме Фокке-Вульф в 1942 году провели в порядке эксперимента адаптацию истребителя FW-190 под ТРД (Яковлев, видимо, об этом в период работы над Як-ЮМО не знал). У одного из создателей самолета ЛаГГ, М.И. Гудкова, был проработан в 1942 году проект переделки ЛаГГ-3 под двигатель РД-1 А.М. Люльки по реданной схеме, похожей на ту, какую позже успешно использовал Яковлев. Шведы построили и удачно испытали реактивный истребитель SААВ J-21R на базе двухбалочного SААВ J-21, на котором вместо поршневого мотора DВ 605 с толкающим винтом cмонтировали английский ТРД типа Goblin.
Фюзеляж Як-ЮМО был в целом аналогичен конструкции Як-3 (ферма из стальных труб с дюралюминиевой обшивкой), однако его пришлось существенно модифицировать под новую силовую установку. Реактивный двигатель с лобовым воздухозаборником был установлен снизу в передней части фюзеляжа с наклоном оси двигателя в 4°, с выходом сопла снизу средней части фюзеляжа (так называемая реданная схема). В результате носовая часть самолёта приобрела характерный "свисающий вниз" профиль, что улучшало обзор для пилота и позволяло иметь достаточно хороший обзор вперёд также и на рулёжке. Реданная схема позволила избежать длинного воздуховода на входе и длинной сопловой трубы, и тем самым потерь в тяге и так не очень мощного двигателя. Хвостовая часть за соплом двигателя была подрезана снизу и прикрывалась теплозащитным стальным экраном. Были сохранены в практически неизменном виде крыло, шасси и хвостовое оперение. Пришлось лишь придать выгнутую вверх форму переднему лонжерону в месте его прохода над двигателем и убрать с передней кромки воздухозаборники маслорадиаторов, а также слегка увеличить площадь вертикального оперения. При этом крыло было несколько поднято вверх и при новой форме носовой части фюзеляжа стало практически среднерасположенным. В крыле размещались четыре основных топливных бака. Пятый (резервный) размещался над двигателем. Нужно сказать, что толстый профиль крыла, взятый без изменений от Як-3, ограничивал скоростные возможности самолёта. Максимальная скорость ограничивалась также из соображений прочности.
В носовой части самолета над двигателем была запроектирована установка вооружения, в составе двух пушек НС-23К, хотя на прототипе пушки не ставились. Первый опытный Як-ЮМО, полученный путём переделки серийного Як-3, был закончен постройкой в октябре 1945 года. Первые же гонки двигателя на самолёте показали, что конструкторами были допущены некоторые просчёты. Температура газовой струи оказалась значительно выше, чем предполагалось. Стальной экран нижней части фюзеляжа был сделан слишком коротким, и расположенные за ним дюралевые листы обшивки тут же прогорели. Запылала резиновая покрышка колеса. Пришлось отправить самолёт на опытное производство для проведения ремонта и доработок. Нижнюю обшивку сделали двойной, с наружным экраном из жароупорной стали, обеспечив теплоизоляцию путем продува воздухом между экраном и фюзеляжем. Хвостовое колесо с пневматикой, заменили на металлическое с подрессоренным ободом. Эти работы были закончены в конце декабря 1945 года.
К этому же времени успели достроить второй опытный Як-ЮМО. На нем смонтировали стабилизатор увеличенного размаха и площади, и жаропрочное стальное хвостовое колесо. Второй опытный экземпляр имел штатное вооружение из двух 23-мм пушек НС-23. Пушки на Як-ЮМО (а также и на серийных Як-15) были установлены так, что их стволы не выступали за обрез воздухозаборника двигателя; благодаря этому стрельба из пушек не оказывала отрицательного влияния на устойчивую работу двигателя. Это решение оказалось верным, так как истребитель МиГ-9, с сильно выступавшими вперёд пушками, принес конструкторам множество проблем с помпажем силовой установки при стрельбе.
Вскоре после первых подлётов этот экземпляр передали в ЦАГИ для натурных продувок самолёта с работающим двигателем в аэродинамической трубе Т-101. Эти продувки при различных комбинациях воздушной скорости и угла атаки позволили получить ценные данные относительно балансировки самолета по тангажу с учетом того, что линия тяги проходила ниже центра тяжести.
В середине феврале 1946 года второй опытный экземпляр возвратили в ЛИИ, где были возобновлены пробежки. А 24 апреля 1946 года состоялся и первый полёт нового истребителя.
Заводские испытания реактивной машины, проходившей в разных документах уже под названиями Як-15, Як-15-РД-10 и Як-РД, закончились 22 июня 1946 г. В ходе испытаний было выполнено 19 полётов общей продолжительностью 6 час. 34 мин. В ходе этих испытаний самолёту, имевшему взлётную массу 2570 кг, удалось достичь максимальной скорости у земли в 770 км/ч, и 800 км/ч на высоте. Практическая дальность полёта оказалась равной 575 км. Эти показатели были на уровне заданных в приказе МАП от 27 марта 1946 г, за исключением скорости на высоте — самолёт недобрал 50 км/ч до требуемых 850 км/ ч. Самолёт имел разбег 520 м, пробег 480 м, посадочную скорость 148 км/ч, а его техническая продолжительность полёта при скорости 500 км/ч составляла 45 мин.
Продольная, поперечная и путевая устойчивость самолёта была оценена как хорошая, посадка «проста и аналогична Як-3». Лётчики-испытатели, облетавшие самолёт, единодушно давали высокую оценку его пилотажным качествам. Г.М. Шиянов указывал: «Очень приятно поведение самолёта на больших скоростях. Управление самолётом мягкое и не утомляющее». Лётчики отмечали, что самолёт «легко может быть освоен лётным составом ВВС средней квалификации».
Любопытно, что обозначение Як15-РД-10 появилось ещё до того, как двигатель РД-10 был фактически поставлен на самолёт. 29 апреля, постановлением правительства и соответствующим приказом МАП ОКБ-115, было поручено выпустить два опытных экземпляра нового истребителя уже с ТРД РД-10 — советским вариантом двигателя ЮМО 004В. Первый из них должен был быть представлен на испытания в третьем квартале 1946 года. Фактически конструкторам пришлось лишь заменить двигатели ЮМО 004В на РД-10 на уже построенных двух опытных машинах.
В августе 1946 года Як-15 вместе с И-300 (МиГ-9) принял участие в тушинском воздушном параде. Вскоре после этого, Яковлев и Микоян получили личное задание И.В. Сталина о постройке 15 экземпляров каждого типа к ноябрьскому параду. «Парадные» Як-15 (Як15-РД10) должны были выполняться без вооружения и бронезащиты, с верхним фюзеляжным баком увеличенного объёма (за счет объемов, занимаемым на боевых машинах автоматическими пушками с боезапасом) и сокращенным комплектом радиооборудования. Производство Як-15 было поручено авиазаводу № 31 в г. Тбилиси, который сумел вовремя выпустить малую серию. Однако в тот год воздушный парад над Красной площадью отменили из-за плохих погодных условий.
Первый Як-15, изготовленный в Тбилиси на заводе № 31 и последняя машина малой серии в декабре 1946 года были предъявлены в ГК НИИ ВВС на госиспытания, которые были успешно в апреле 1947 года. Эти машины оснащались одной пушкой НС-23, а их взлётный вес составлял 2742 кг. Пушка располагалась справа в носовой части фюзеляжа. Остальные машины опытной серии совсем не имели вооружения и имели полноразмерный бак в носовой части (который на машинах с вооружением был уменьшенного размера). Эти самолёты первоначально имели однолучевую антенну без стойки; позже, по рекомендации НИИ ВВС на двух самолётах, проходивших госиспытания, была поставлена двухлучевая антенна со стойкой справа от фонаря (что позднее было внедрено в серии). На самолёте №31015 был поставлен радиополукомпас РПКО-10М с наружной рамочной антенной.
На 9-ом серийном экземпляре проводили испытания на определение пилотажных качеств. 25 февраля 1947 года лётчик-испытатель П.М. Стефановский выполнил на этом самолёте серию фигур высшего пилотажа. В начале мая 1947 года был утверждён акт госиспытаний. В нём нашли отражение многочисленные выявленные недостатки самолёта. Тем не менее, в заключении отмечалось: «Реактивные истребители Як-15 в тренировочном варианте №№ 31015, 31002 и 31009 государственные испытания прошли удовлетворительно... Самолёт Як-15 соответствует требованиям ВВС, предъявляемым к тренировочному реактивному истребителю... Вследствие исключительно малой дальности полёта (300 км) на доведение самолёта до боевого состояния нецелесообразно, так как в этом случае ухудшаются его пилотажные качества вследствие значительного увеличения полётного веса за счёт горючего для достижения дальности полёта 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 трёхколёсным шасси...»
Как видно из вышеприведённого заключения, одноместный Як-15 рассматривался как тренировочный истребитель, а не как боевой. Как всегда, в целом положительное заключение сопровождалось перечнями дефектов, подлежащих устранению, и желаемых улучшений. В частности, предлагалось устранить продольную неустойчивость самолёта (на госиспытаниях, в отличие от заводских, к оценке продольной устойчивости Як-15 подошли более критически). Было рекомендовано установить двухлучевую мачтовую антенну; усилить ферму пушечной установки, обеспечив её живучесть до 4000 выстрелов; оборудовать кабину системой подогрева; установить фотокинопулемёт по типу такой установки на самолёте Як-11, и многое другое.
В середине декабря 1946 года, когда ещё шли госиспытания, вышло постановление СМ СССР, а за ним соответствующий приказ МАП, в котором Тбилисскому авиазаводу давалось указание выпустить в январе-марте 1947 года 50 истребителей Як-15 с ТРД РД-10; из них 25 должны были быть одноместными, а остальные надлежало выпустить в двухместной учебно-тренировочной модификации. В отличие от первой серии в 15 машин, эти самолёты должны были нести вооружение, однако заместитель министра авиационной промышленности П. Дементьев, в январе 1947 г. высказался за то, чтобы и эти самолёты были построены без вооружения, поскольку на тот момент пушки НС-23К не прошли госиспытаний и не выпускались серийно. Только по завершении указанной серии в 50 машин (65 вместе с начальной серией) можно было бы, по мнению Дементьева, перейти к выпуску этих истребителей с вооружением, бронированием и радиополукомпасом РПКО-10М с антенной, спрятанной в фюзеляже (первоначально она ставилась снаружи). Неизвестно, в какой мере эта рекомендация Дементьева была выполнена, однако ясно, что значительная часть серийных машин не имела вооружения или имела только одну пушку. Более поздние серийные машины выпускались с двумя автоматическими пушками НС-23 и со стойкой двухлучевой антенны с правой стороны фонаря кабины.
Как рассказал в своих мемуарах Е. Адлер (в то время ведущий конструктор по Як-15, отвечавший за выпуск «парадной» партии Як-15 в Тбилиси), по его инициативе параллельно с этой работой на Тбилисском заводе был выпущен «сверхплановый» экземпляр Як-15 с парой 30-мм опытных пушек, которые были получены Яковлевым от Шпитального. Самолёт отстреляли в заводском тире и вместе с основной партией самолётов отправлен в Москву, но дальнейшего развития этот вариант не получил.
1 мая 1947 года в ходе парада над Красной площадью звеньями прошли 50 Яков и столько же МиГ-9. В тот же год в Тушино впервые продемонстрировали высший пилотаж на реактивных машинах. Сначала комплекс фигур высшего пилотажа выполнил полковник И. Полунин, за ним своё мастерство продемонстрировало звено полковника Н. Храмова. В 1948 году на Як-15 была создана пилотажная пятёрка, которую возглавил дважды Герой Советского Союза генерал Е.Я. Савицкий, в 1949 г. к ней добавилась ещё одна пятёрка полковника П. Чупикова.
Як-15 строился серийно с 1946 по 1947 гг. на Тбилисском авиазаводе, всего было выпущено 280 машин. Большинство из них оставалось в строю в течение ещё нескольких лет. В ходе эксплуатации обнаруживались различные дефекты. Так, например, были случаи остановки двигателей РД-10 на больших высотах. Причиной оказалось нарушение питания двигателей топливом из-за образования воздушных пробок в бустерпомпах топливных баков. Для устранения этого явления было решено провести дренажирование бустерпомп, а также установку на Як-15 топливных баков, приспособленных для отрицательных перегрузок. Здесь стоит сказать, что двигатели РД-10, несмотря на такой недостаток, как малый ресурс, в целом зарекомендовали себя в ходе эксплуатации на Як-15 и дальнейших вариантах этого самолёта как достаточно надёжные и устойчиво работающие — разумеется, при условии грамотного обращения с новой техникой.
По мере снятия с вооружения некоторые экземпляры передавались в авиационные учебные заведения. Так, в 1954 году в Ленинградском институте авиационного приборостроения можно было видеть Як-15, который, наряду с несколькими МиГ-9, использовался как учебное пособие (натурный стенд).
На базе самолета Як-15 были выпущены опытные варианты, оставшиеся в единичных образцах. Одним из них был Як-17 РД-10 (Як-РД, Як-РДЮ) (первый с обозначением Як-17), законченный постройкой в первых числах сентября 1946 года. От своего предшественника он отличался новым крылом, скомпонованным из скоростных ламинизированных профилей ЦАГИ, измененным оперением, катапультируемым креслом пилота с бронеспинкой, установкой лобового бронестекла толщиной 55 мм. Изменилось и шасси, так как старое было невозможно разместить в новом тонком крыле. В новом варианте основные опоры смонтировали на силовых элементах фюзеляжа, а уборку производили назад в фюзеляжные ниши с разворотом колеса на 180° вокруг стойки. Самолёт прошёл наземные испытания, были рулёжки, однако поднимать самолёт в воздух не стали. В это время Як-15 производился серийно, и дальнейшим его развитием виделась машина, имеющая более перспективное шасси с носовой стойкой.
Серийный Як-15 (борт «47») использовался ЛИИ в конце сороковых годов. В качестве летающей лаборатории по отработке системы крыльевой дозаправки в воздухе. В 1948 году группа конструкторов ЛИИ, возглавляемая В.С. Вахмистровым (известным по его опытам с самолётами «Звено»), разработала систему дозаправки, в которой самолёт-заправщик и заправляемый самолёт выпускали тросы и добивались их сцепки друг с другом благодаря специальному маневрированию заправщика. После этого из крыла или фюзеляжа заправщика выпускался заправочный шланг, который подтягивался тросом к концу крыла заправляемого самолёта и становился там на замок. Затем начинался процесс передачи топлива под действием силы тяжести. Вскоре лётчики-испытатели ЛИИ И. Шелест и В. Васянин разработали более рациональную систему дозаправки «с крыла на крыло», в которой самолёты шли на параллельных курсах и, заправляемому самолёту не было необходимости входить в спутную струю заправщика. Система была успешно испытана на двух доработанных самолётах Ту-2, а затем упомянутый Як-15 борт 47 также был снабжен макетным приемным устройством на консоли крыла и производил имитацию дозаправки в полёте от Ту-2.
Параллельно с созданием базового одноместного боевого варианта Як-15 была запланирована разработка его двухместного учебно-тренировочного (вывозного) варианта. Первоначально он обозначался Як-ЮМО «вывозной», позднее Як-15В, Як-15УТ, но в конце концов ему было присвоено официальное обозначение Як-21. На вывозном варианте отсутствовало вооружение, а на месте фюзеляжного топливного бака смонтировали кабину для курсанта. Обе кабины общий каплевидный фонарь с двумя сдвижными частями без промежутка между ними. Опытная «спарка» также производилась в Тбилиси. Самолёт был заложен ещё в 1946 году, однако первый полёт Як-21 состоялся 5 апреля 1947 года. Запланированный выпуск ещё 25 самолётов этой модификации не состоялся, поскольку к этому времени были разработан другой вариант «спарки» — Як-21Т с носовой стойкой, ставшей в серии Як-17УТИ.
Продолжение следует…
Источники:
Якубович Н. Реактивные первенцы СССР — МиГ-9, Як-15, Су-9, Ла-150, Ту-12, Ил-22 и др. М.: Яуза, 2015. С. 25-43.
Гордон Е. Реактивные первенцы Яковлева // Авиация и время. 2002. №6. С. 5-17.
Швыдкин А. Як-15: реактивный «ястребок» // Авиапанорама. 2004. №5. С. 12-16.
Комиссаров С. Реактивные истребители семейства Як-15/17 // Крылья Родины. 2007. №7. С. 27-31.
Якубович Н. Реактивное "перо". Як-17 // Крылья Родины. 1999. №12. С. 1-3.
Информация