Як-9У с двигателем ВК-105ПФ. Як-1/3/7/9 во второй мировой войне Часть 3
Як-9У с двигателем ВК-105ПФ
Разработка этой модификации стала таким же большим шагом вперед на пути развития «семерки» и «девятки», каким было создание Як-третьего для «единичек». Вообще-то Як-9У был сильно похож на «тройку». Хотя в массовое производство пошел вариант оснащенный двигателем ВК-107, но решительные изменения облика новой машины произошли еще на прототипе, который оснащался двигателем ВК-105ПФ.
Вот на какие новые основные элементы указывает А.Степанец:
Крылья: изменена их форма вблизи фюзеляжа, так как в их носки были перенесены воздухозаборники радиаторов масла (исчезла характерная «борода» под двигателем). Замки щитков шасси переместили в крыло, ранее они находились на щитках.
Фюзеляж: полотняная обшивка заменена на фанерную, толщиной 2 мм. Бронеспинка пилота стала ниже, но зато были установлены заднее и переднее бронестекла. Левая рука, которой пилот управлял сектором газа, получила защиту из броневого подлокотника. Водяные радиаторы, по которым было легко различить Як-1 и 3 от Як-7 и 9, перенесли назад.
Двигательная установка и топливная система: двигатель ВК-105ПФ2 приводил во вращение винт типа ВИШ-105СВ-01. Улучшено протектирирование топливных баков. Запас топлива уменьшен примерно до 430 л, а масла с 40 до 25 кг.
Вооружение: Пушка ВЯ-23 с боекомплектом в 60 снарядов и два пулемета УБС калибра 12,7 мм с общим запасом патронов — 340 штук. Предусматривалась возможность установки пушек ШВАК, Б-20 и НС-37. В последнем случае снимался правый пулемет УБС. Однако, вначале состав вооружения был оставлен таким же, как на уже выпускавшихся Яках. Хотя попадание снаряда пушки ВЯ-23 в крыло самолета приводило к пробоине размером 7×8 сантиметров, но ВВС отказались от этой пушки из-за ее низкой скорострельности и большой массы.
Як-9У с двигателем ВК-105ПФ2 был построен в ноябре 1943 года в одном экземпляре. «Девятка» в таком виде должна была производиться в 1944 году. После заводских испытаний, которые были проведены в декабре 1943 года, самолет был направлен в НИИ ВВС, где прошел государственные испытания, длившиеся со 2 января по 11 марта 1944 года.
Як-9 первых серий
Як-9Д
Як-9Д
Як-9Б
Як-9ПД
Як-9ПД — окончательный вид модернизированного экземпляра № 01–29
Як-9
Як-9В
Як-9П цельнометаллический
Як-9П (1943 г.)
Як-9ДД
Як-9К
Як-9М
Як-9Р
Як-9В
Як-9 с буксирным устройством
Як-9 Курьерский
Як-9С
Прототип Як-9У
Як-9У первые серийные с ВК-105ПФ2
Як-9У ранних серий
Як-9У с открытой створкой радиатора
Як-9УТ-45 прототип с измененными крыльями и пушкой НС-45
Як-9УТ серийный
Як-9УВ
Як-9ПД
Як-9У поздних серий с фотокамерой
Як-9П прототип
Як-9П цельнометаллический болгарских ВВС
Як-9П цельнометаллический с ВК-15ПФ2 югославских ВВС
Линия развития самолетов Як-9
На тот момент это был самый лучший из Яков-9. Повысились не только летные характеристики, но и эксплуатационные свойства. Новый истребитель был быстрее своих предшественников, лучшими были скороподъемность (соответственно на 0,7 и 1.3 мин выше чем у Як-9Т и Як-9М и только на 0,3 мин хуже чем у Як-3) и маневренность. Улучшение летных характеристик стало результатом снижения стартовой массы, установки более мощного двигателя и лучшей аэродинамики. Пилоты с удовлетворением восприняли автоматическое управление заслонками радиаторов, а также перемещение переключателя радиостанции на рукоятку сектора газа. Пилотирование машины было легким и приятным.
Тем не менее, Як-9У с двигателем ВК-105ПФ2 не удовлетворил одному очень важному требованию. ВВС желали, чтобы дальность Як-9У составляла 1400 км, в то время как он, в наиболее экономичном режиме, покрывал только 850 км. В результате военные отклонили самолет, приветствуя, однако все проведенные на нем изменения. Интересно, что как оказалось впоследствии, ни одна из будущих версий Як-9 по дальности даже и близко не подошла к рубежу 1400 км.
Поделитесь на страничкеmilitary.wikireading.ru
М-105 (двигатель) — Howling Pixel
M-105 (с 1943 года — ВК-105) — авиационный поршневой четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения конструкции В. Я. Климова. Было построено около 91 тысячи двигателей в различных вариантах. В ходе войны двигатели Климова изменили наименование с М («мотор») на «ВК» — по инициалам создателя.
История
Двигатель был создан в 1940 году под руководством Главного конструктора В. Я. Климова. Глубокая модернизация мотора М-103А и опытного М-104. Мотор имел меньший рабочий объём, увеличенную степень сжатия, двухскоростной центробежный нагнетатель, два выпускных клапана на цилиндр. В качестве горючего использовался высокооктановый бензин либо бензосмесь с октановым числом не менее 92 (М-105ПФ не менее 95).
Конструкция
Является глубокой модернизацией двигателя М-100 — лицензионного двигателя Hispano-Suiza 12Y.
По сравнению с двигателями М-103А и М-104, М-105 подвергся значительной конструктивной доработке, главной из которых было принципиальное изменение схемы самого мотора: для улучшения наполнения цилиндров на каждом из них были поставлены по два впускных клапана вместо одного, сечение клапанов впуска увеличилось почти в полтора раза, а клапанов выпуска — на 15 %. Выпускных клапанов стало по два на цилиндр вместо одного. На коленчатом валу для снижения нагрузок на коренные шейки вала устанавливались противовесы. Полностью переработана конструкция блока цилиндров и система газораспределения. Установлена двухскоростная передача к ПЦН от мотора М-104 со значительными доработками.
В качестве моторного топлива применялись этилированные бензины и бензосмеси:
- 3Б-78 — авиационный бензин Б-78 с добавлением 0,3 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20 (октановое число 93).
- 1Б-95 — импортный авиационный бензин с октановым числом 95 и с добавлением 0,1 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20.
- смесь № 1 — 60 % Б-70, 20 % изооктана и 20 % неогексана (октановое число 95).
- смесь № 2 — 60 % Б-70, 20 % алкилбензола и 20 % неогексана (октановое число 95).
- резервное топливо: 4Б-74 — авиационный бензин с октановым числом 74 и с добавлением 0,4 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20 (октановое число 92).
Форсированные модификации мотора М-105 не допускались к эксплуатации на топливе с октановым числом менее 95 (использовались: смесь № 1, смесь № 2, 1Б-95, 4Б-78).
Модификации
- М-105П
- (пушечный) — с возможностью установки авиапушки в развале цилиндров. Установлен на большинстве советских предвоенных истребителей — Як-1, ЛаГГ-1 и нескольких экспериментальных самолётах. Мощность 1050 л. с.
- М-105Р
- (редукторный) — двигатель для бомбардировщиков, имел уменьшенное передаточное число редуктора (0,59 вместо 0,666). Устанавливался на Пе-2 и другие.
- М-105ПА и М-105РА
- — улучшенная версия двигателя 1941 года для истребителей и бомбардировщиков соответственно. Отличия: усиленная конструкция картера и шатунов; беспоплавковые карбюраторы, которые обеспечивали перевернутый полет в течение 5 мин и ввод в пикирование с отрицательной перегрузкой; гиперболическую расточку подшипников коленчатого вала, что увеличивало срок службы и способствовало отказу от фильтров «Куно»; более совершенный регулятор числа оборотов Р-7 вместо Р-2; управление форсажем.
- М-105ПФ
- (пушечный форсированный) — модификация двигателя М-105ПА 1942 года с увеличенной мощностью по наддуву (взлётная мощность 1210 л. с., номинальная мощность на высоте 700 метров — 1260 л. с., а на высоте 2700 метров — 1180 л. с.), полученной ценой потери мощности на больших высотах. Повышение мощности у земли и на средних высотах было достигнуто за счет изменения регулировки автоматического регулятора наддува Р-7 в сторону увеличения давления наддува с 910 до 1050 мм рт. ст. Для обеспечения надежной работы на форсированном режиме были усилены поршневые пальцы и изменена регулировка карбюраторов. Вопреки возражениям Климова об уменьшившемся ресурсе двигателя (со 125 до 100 часов), они были запущены в производство под давлением Яковлева. Последующая эксплуатация подтвердила правильность такого решения. Модификация ПФ была установлена на множестве истребителей Як — Як-1Б, Як-7Б, Як-9.
- М-105РФ
- — версия М-105ПФ для бомбардировщиков.
- ВК-105ПФ2
- — дальнейшее увеличение мощности (1300 л. с.), модификация специально доработанная для Як-3 по персональной просьбе Яковлева. Снова увеличен наддув за счет уменьшения высотности двигателя и дальнейшего снижения надежности и ресурса мотора. В результате номинальная мощность на 1-й скорости нагнетателя возросла с 1260 до 1310 л. с. на высоте 200 м, а на 2-й скорости нагнетателя с 1180 до 1240 л. с., но 1-я граница высотности была понижена с 2700 до 700 м. Это не обеспечивало оптимального соотношения скоростей и высот полёта, и в серии Климов разрешил повысить наддув только для 1-й скорости. В итоге за счёт снижения 2-й границы высотности с 2400 до 2000 м взлётную мощность повысили с 1210 до 1290 л. с., а боевую — с 1150 до 1290 л. с. Считалось, что эта версия исчерпала потенциал конструкции М-105 по дальнейшему наращиванию мощности.
- ВК-105ПД
- — экспериментальная высотная версия с нагнетателем Э-100 В. А. Доллежаля. Нагнетатель Э-100 оснащался двумя центробежными ступенями, которые последовательно сжимали подаваемый в двигатель воздух. Первая ступень приводилась во вращение тремя гидравлическими турбомуфтами и могла включаться и выключаться автоматически или вручную. Вращение на вторую ступень передавала неотключаемая механическая передача от коленвала. Со взлёта до первой расчётной высоты работала только вторая ступень нагнетателя на первой скорости привода в 9,72 раза большей частоты вращения вала двигателя. При достижении высоты полета в 3400 метров, дополнительно включалась первая ступень нагнетателя, а на высоте 6300 метров переключались турбомуфты первой ступени, что замедляло падение мощности с дальнейшим подъёмом самолёта. Версия оказалась неудачной из-за нестабильной работы на высотах свыше 9000 метров.
- ВК-105ПВ
- (повышенной высотности) — вариант модификации ВК-105ПД — установка на двигатель ВК-105ПФ2, вместо штатного ПЦН, модифицированного нагнетателя Э-100, с усовершенствованной системой перепуска избыточного воздуха в атмосферу. Развитие не получил.
Использовался
- СССР
- ЛаГГ-3 — истребитель
- Як-1 — истребитель
- Як-3 — истребитель
- Як-7 — истребитель
- Як-9 — истребитель
- P-40 Kittyhawk — истребитель (в СССР под М-105 было переделано несколько самолётов при отсутствии оригинальных двигателей «Эллисон»)
- Як-4 — двухмоторный бомбардировщик
- Пе-2 — двухмоторный пикирующий бомбардировщик
- Ар-2 — двухмоторный пикирующий бомбардировщик
- Ер-2 — двухмоторный дальний бомбардировщик
Финляндия
- Morko Moraani — финская глубокая модернизация французских истребителей Morane-Saulnier MS.406.
Экспозиция М-105 в музеях
Литература
- Котельников В. Р. Отечественные авиационные поршневые моторы (1910—2009). — М.: Русский Фонд Содействия Образованию и Науке, 2010. — 504 с. — ISBN 978-5-91244-017-5.
Ссылки
См. также
На других языках
This page is based on a Wikipedia article written by authors
(here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.
howlingpixel.com
Вк-105 Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. М-105.| М-105 (ВК-105) | |
|---|---|
| Производитель | завод № 26 (Рыбинск) завод № 16 (Воронеж) завод № 27 (Казань) |
| Объём | 35,08 л |
| Мощность | 1100 лс (820 кВт) |
| Степень сжатия | 7,1 |
| Диаметр цилиндров | 148 мм |
| Ход поршня | 170 мм |
| Количество цилиндров | 12 |
| Клапаны | 3 |
| Компрессор | одноступенчатый двухскоростной ПЦН |
| Тип топлива | этилированный бензин 4Б-78, смесь № 1, смесь № 2, импортный 1Б-95. |
| Система охлаждения | жидкостная |
| Сухой вес | 570 кг |
M-105 (с 1943 года — ВК-105) — авиационный поршневой четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения конструкции В. Я. Климова. Было построено около 91 тысячи двигателей в различных вариантах. В ходе войны двигатели Климова изменили наименование с М («мотор») на «ВК» — по инициалам создателя.
История[ | ]
Двигатель был создан в 1940 году под руководством Главного конструктора В. Я. Климова. Глубокая модернизация мотора М-103А и опытного М-104. Мотор имел меньший рабочий объём, увеличенную степень сжатия, двухскоростной центробежный нагнетатель (англ.)русск., два выпускных клапана на цилиндр. В качестве горючего использовался высокооктановый бензин либо бензосмесь с октановым числом не менее 92 (М-105ПФ не менее 95).
Конструкция[ | ]
Является глубокой модернизацией двигателя М-100 — лицензионного двигателя Hispano-Suiza 12Y.
По сравнению с двигателями М-103А и М-104, М-105 подвергся значительной конструктивной доработке, главной из которых было принципиальное изменение схемы самого мотора: для улучшения наполнения цилиндров на каждом из них были поставлены по два впускных клапана вместо одного, сечение клапанов впуска увеличилось почти в полтора раза, а клапанов выпуска — на 15 %. Выпускных клапанов стало по два на цилиндр вместо одного. На коленчатом валу для снижения нагрузок на коренные шейки вала устанавливались противовесы. Полностью переработана конструкция блока цилиндров и система газораспределения. Установлена двухскоростная передача к ПЦН от мотора М-104 со значительными доработками.
В качестве моторного топлива применялись этилированные бензины и бензосмеси:
- 3Б-78 — авиационный бензин Б-78 с добавлением 0,3 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20 (октановое число 93).
- 1Б-95 — импортный авиационный бензин с октановым числом 95 и с добавлением 0,1 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20.
- смесь № 1 — 60 % Б-70, 20 % изооктана и 20 % неогексана (октановое число 95).
- смесь № 2 — 60 % Б-70, 20 % алкилбензола и 20 % неогексана (октановое число 95).
- резервное топливо: 4Б-74 — авиационный бензин с октановым числом 74 и с добавлением 0,4 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20 (октановое число 92).
Форсированные модификации мотора М-105 не допускались к эксплуатации на топливе с октановым числом менее 95 (использовались: смесь № 1, смесь № 2, 1Б-95, 4Б-78).
Модификации[ | ]
- М-105П
- (пушечный) — с возможностью установки авиапушки в развале цилиндров. Установлен на большинстве советских предвоенных истребителей — Як-1, ЛаГГ-1 и нескольких экспериментальных самолётах. Мощность 1050 л. с.
- М-105Р
- (редукторный) — двигатель для бомбардировщиков, имел уменьшенное передаточное число редуктора (0,59 вместо 0,666). Устанавливался на Пе-2 и другие.
- М-105ПА и М-105РА
- — улучшенная версия двигателя 1941 года для истребителей и бомбардировщиков соответственно. Отличия: усиленная конструкция картера и шатунов; беспоплавковые карбюраторы, кото
ru-wiki.ru
ВК-105 Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. М-105.| М-105 (ВК-105) | |
|---|---|
| Производитель | завод № 26 (Рыбинск) завод № 16 (Воронеж) завод № 27 (Казань) |
| Объём | 35,08 л |
| Мощность | 1100 лс (820 кВт) |
| Степень сжатия | 7,1 |
| Диаметр цилиндров | 148 мм |
| Ход поршня | 170 мм |
| Количество цилиндров | 12 |
| Клапаны | 3 |
| Компрессор | одноступенчатый двухскоростной ПЦН |
| Тип топлива | этилированный бензин 4Б-78, смесь № 1, смесь № 2, импортный 1Б-95. |
| Система охлаждения | жидкостная |
| Сухой вес | 570 кг |
M-105 (с 1943 года — ВК-105) — авиационный поршневой четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения конструкции В. Я. Климова. Было построено около 91 тысячи двигателей в различных вариантах. В ходе войны двигатели Климова изменили наименование с М («мотор») на «ВК» — по инициалам создателя.
История
Двигатель был создан в 1940 году под руководством Главного конструктора В. Я. Климова. Глубокая модернизация мотора М-103А и опытного М-104. Мотор имел меньший рабочий объём, увеличенную степень сжатия, двухскоростной центробежный нагнетатель (англ.)русск., два выпускных клапана на цилиндр. В качестве горючего использовался высокооктановый бензин либо бензосмесь с октановым числом не менее 92 (М-105ПФ не менее 95).
Конструкция
Является глубокой модернизацией двигателя М-100 — лицензионного двигателя Hispano-Suiza 12Y.
По сравнению с двигателями М-103А и М-104, М-105 подвергся значительной конструктивной доработке, главной из которых было принципиальное изменение схемы самого мотора: для улучшения наполнения цилиндров на каждом из них были поставлены по два впускных клапана вместо одного, сечение клапанов впуска увеличилось почти в полтора раза, а клапанов выпуска — на 15 %. Выпускных клапанов стало по два на цилиндр вместо одного. На коленчатом валу для снижения нагрузок на коренные шейки вала устанавливались противовесы. Полностью переработана конструкция блока цилиндров и система газораспределения. Установлена двухскоростная передача к ПЦН от мотора М-104 со значительными доработками.
В качестве моторного топлива применялись этилированные бензины и бензосмеси:
- 3Б-78 — авиационный бензин Б-78 с добавлением 0,3 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20 (октановое число 93).
- 1Б-95 — импортный авиационный бензин с октановым числом 95 и с добавлением 0,1 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20.
- смесь № 1 — 60 % Б-70, 20 % изооктана и 20 % неогексана (октановое число 95).
- смесь № 2 — 60 % Б-70, 20 % алкилбензола и 20 % неогексана (октановое число 95).
- резервное топливо: 4Б-74 — авиационный бензин с октановым числом 74 и с добавлением 0,4 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20 (октановое число 92).
Форсированные модификации мотора М-105 не допускались к эксплуатации на топливе с октановым числом менее 95 (использовались: смесь № 1, смесь № 2, 1Б-95, 4Б-78).
Модификации
- М-105П
- (пушечный) — с возможностью установки авиапушки в развале цилиндров. Установлен на большинстве советских предвоенных истребителей — Як-1, ЛаГГ-1 и нескольких экспериментальных самолётах. Мощность 1050 л. с.
- М-105Р
- (редукторный) — двигатель для бомбардировщиков, имел уменьшенное передаточное число редуктора (0,59 вместо 0,666). Устанавливался на Пе-2 и другие.
- М-105ПА и М-105РА
- — улучшенная версия двигателя 1941 года для истребителей и бомбардировщиков соответственно. Отличия: усиленная конструкция картера и шатунов; беспоплавковые карбюраторы, которые обеспечивали перевернутый полет в течение 5 мин и ввод в пикирование с отрицательной перегрузкой; гиперболическую расточку подшипников коленчатого вала, что увеличивало срок службы и способствовало отказу от фильтров «Куно»; более совершенный регулятор числа оборотов Р-7 вместо Р-2; управление форсажем.
- М-105ПФ
- (пушечный форсированный) — модификация двигателя М-105ПА 1942 года с увеличенной мощностью по наддуву (взлётная мощность 1210 л. с., номинальная мощность на высоте 700 метров — 1260 л. с., а на высоте 2700 метров — 1180 л. с.), полученной ценой потери мощности на больших высотах. Повышение мощности у земли и на средних высотах было достигнуто за счет изменения регулировки автоматического регулятора наддува Р-7 в сторону увеличения давления наддува с 910 до 1050 мм рт. ст. Для обеспечения надежной работы на форсированном режиме были усилены поршневые пальцы и изменена регулировка карбюраторов. Вопреки возражениям Климова об уменьшившемся ресурсе двигателя (со 125 до 100 часов), они были запущены в производство под давлением Яковлева. Последующая эксплуатация подтвердила правильность такого решения. Модификация ПФ была установлена на множестве истребителей Як — Як-1Б, Як-7Б, Як-9.
- М-105РФ
- — версия М-105ПФ для бомбардировщиков.
- ВК-105ПФ2
- — дальнейшее увеличение мощности (1300 л. с.), модификация специально доработанная для Як-3 по персональной просьбе Яковлева. Снова увеличен наддув за счет уменьшения высотности двигателя и дальнейшего снижения надежности и ресурса мотора. В результате номинальная мощность на 1-й скорости нагнетателя возросла с 1260 до 1310 л. с. на высоте 200 м, а на 2-й скорости нагнетателя с 1180 до 1240 л. с., но 1-я граница высотности была понижена с 2700 до 700 м. Это не обеспечивало оптимального соотношения скоростей и высот полёта, и в серии Климов разрешил повысить наддув только для 1-й скорости. В итоге за счёт снижения 2-й границы высотности с 2400 до 2000 м взлётную мощность повысили с 1210 до 1290 л. с., а боевую — с 1150 до 1290 л. с. Считалось, что эта версия исчерпала потенциал конструкции М-105 по дальнейшему наращиванию мощности.
- ВК-105ПД
- — экспериментальная высотная версия с нагнетателем Э-100 В. А. Доллежаля. Нагнетатель Э-100 оснащался двумя центробежными ступенями, которые последовательно сжимали подаваемый в двигатель воздух. Первая ступень приводилась во вращение тремя гидравлическими турбомуфтами и могла включаться и выключаться автоматически или вручную. Вращение на вторую ступень передавала неотключаемая механическая передача от коленвала. Со взлёта до первой расчётной высоты работала только вторая ступень нагнетателя на первой скорости привода в 9,72 раза большей частоты вращения вала двигателя. При достижении высоты полета в 3400 метров, дополнительно включалась первая ступень нагнетателя, а на высоте 6300 метров переключались турбомуфты первой ступени, что замедляло падение мощности с дальнейшим подъёмом самолёта. Версия оказалась неудачной из-за нестабильной работы на высотах свыше 9000 метров.
- ВК-105ПВ
- (повышенной высотности) — вариант модификации ВК-105ПД — установка на двигатель ВК-105ПФ2, вместо штатного ПЦН, модифицированного нагнетателя Э-100, с усовершенствованной системой перепуска избыточного воздуха в атмосферу. Развитие не получил.
Использовался
- СССР
- ЛаГГ-3 — истребитель
- Як-1 — истребитель
- Як-3 — истребитель
- Як-7 — истребитель
- Як-9 — истребитель
- P-40 Kittyhawk — истребитель (в СССР под М-105 было переделано несколько самолётов при отсутствии оригинальных двигателей «Эллисон»)
- Як-4 — двухмоторный бомбардировщик
- Пе-2 — двухмоторный пикирующий бомбардировщик
- Ар-2 — двухмоторный пикирующий бомбардировщик
- Ер-2 — двухмоторный дальний бомбардировщик
Финляндия
- Morko Moraani — финская глубокая модернизация французских истребителей Morane-Saulnier MS.406.
Экспозиция М-105 в музеях
Литература
- Котельников В. Р. Отечественные авиационные поршневые моторы (1910—2009). — М.: Русский Фонд Содействия Образованию и Науке, 2010. — 504 с. — ISBN 978-5-91244-017-5.
Ссылки
См. также
wikiredia.ru
Як-3 с двигателем ВК-105ПФ-2. Неизвестный Яковлев [«Железный» авиаконструктор]
Як-3 с двигателем ВК-105ПФ-2
История создания Як-3 (не путать с опытным истребителем И-30, имевшим второе такое же обозначение) – одного из лучших (по летным данным) истребителей Второй мировой – началась осенью 1942 года, когда был предложен облегченный вариант Як-1М «Москит» с мотором М-106П. Помимо этого, к самолету примерили двигатели М-105ПФ и М-107А.
Согласно проекту Як-1М с М-106П за основу взяли фюзеляж серийного Як-1, отличавшийся лишь узлами крепления нового туннеля водорадиатора и пулемета БС, и крыло от Як-9, уменьшив его размах до 9,2 метра и габаритную площадь – до 14,7 м2.
Конструкция шасси сохранилась, как и у Як-1, и отличалась лишь увеличенным ходом амортизации. Из-за этого детали амортизационной стойки заимствовали у Як-7. Убирающуюся костыльную опору целиком заимствовали с Як-1.
Небольшие отличия были и в системе управления самолетом: так, педали опустили на 50 мм, изменили расположение тяг к рулю высоты.
Оперение сохранилось от Як-1, за исключением того, что передние лонжероны стабилизатора и киля присоединили к передним ребрам обтекателей, которые стали работать как продолжение лонжеронов. Так рождался будущий Як-3, получивший среди летчиков имя «Победа».
Як-1М «Дублер» завода № 115 с М-105ПФ винтом ВИШ-105СВ01 в НИИ ВВС. Построен в сентябре, фото сделано в октябре 1943 года
По расчетам, полетный вес первого из них не должен был превышать 2650 кг, и с форсированным мотором М-105ПФ новый истребитель мог развить максимальную скорость 630–640 км/ч.
Вооружение сократили до минимума: мотор-пушка МП-20 (120 патронов) и синхронный крупнокалиберный пулемет БС (200 патронов).
Як-1М создавался в соответствии с решением ГКО от 9 декабря 1942 года, но не с двигателем М-106П, к тому времени успешно выдержавшим стендовые испытания, а с М-106ск, оснащенным двухскоростным нагнетателем. При этом ожидалось, что максимальная скорость (этот параметр тогда считался одним из главных для истребителя) возрастет до 670 км/ч на высоте 5500 метров.
Но двухскоростной М-106ск своим появлением запаздывал, и моторостроители предъявили односкоростной двигатель М106–1ск, который осенью 1942 года установили на Як-9 (дублер опытного истребителя Як-7ДИ с мотором М-105ПФ). Однако заводские испытания самолета Як-9 сМ-106–1ск, начавшиеся в ноябре 1942 года, выявили серьезные дефекты мотора, и Як-1М изготовили к 15 февраля 1943-го, но не с обещанным мотором, а с форсированным по наддуву М-105ПФ-2.
Як-1М
Первый полет машины (летчик-испытатель П. Я. Федрови и ведущий инженер М. А. Григорьев) состоялся 28 февраля 1943 года. Заводские испытания и доводка Як-1М пока еще с серийным М-105ПФ, по меркам военного времени, продолжались довольно долго – свыше трех месяцев, и лишь 7 июня самолет передали в НИИ ВВС. Ведущими по машине были летчик-испытатель А. Г. Прошаков и инженер А. Т. Степанец.
Взвешивание машины показало, что по сравнению с серийным Як-1 №?2985 Саратовского авиазавода пустой Як-1М полегчал на 282 кг, а полностью снаряженный – на 245 кг. Вес горючего сократился на 35 кг.
В ходе испытаний, завершившихся 22 июля, была получена скорость у земли 545 км/ч, а на высоте 4450 м – 632 км/ч, дальность на наивыгоднейшем режиме – 845 км, время выполнения виража на высоте 1000 метров – 15–17 секунд. При этом максимальная скорость у земли возросла на 37 км/ч, а на высоте – на 62 км/ч.
Летчик-испытатель Леонид Расторгуев в кабине самолета Як-3 с мотором М-105ПФ-2
После получения разрешения В. Я. Климова на форсирование мотора по просьбе А. С. Яковлева в НИИ ВВС увеличили наддув М-105ПФ до 1100 мм рт. ст. путем регулировки РПД, но только на первой скорости нагнетателя. Испытания, завершившиеся в августе того же года, подтвердили возможность форсирования двигателя и установки его на самолеты.
В сентябре 1943 года построили второй опытный экземпляр Як-1М «Дублер» с форсированным мотором М-105ПФ с индивидуальными реактивными выхлопными патрубками и винтом ВИШ-105СВ-01, отличавшимся от серийного ВИШ-105СВ более легкой втулкой и измененным «махоустойчивым» профилем на концах лопастей.
Рычаги управления винтом и газом двигателя разметили параллельно, что позволяло одним движением устанавливать необходимый режим работы силовой установки. Сняли храповик для запуска от автостартера, что не только облегчило машину, но и снизило ее аэродинамическое сопротивление.
По сравнению с первым прототипом в крыле «Дублера» разместили четыре (вместо двух) протектированных топливных бака, изолированных от кабины пилота герметизированными перегородками, что повлекло за собой установку двух дополнительных металлических нервюр. Одновременно в консольных баках установили механические бензиномеры вместо электрического, находившегося в расходном баке. Четыре бака вмещали 275 кг горючего, что на 5 кг было больше по сравнению с предшественником. Емкость расходного бака уменьшили с 30 до 10 кг. Кроме этого, самолет оборудовали системой нейтрального газа 1-й зоны, работавшей с использованием выхлопных газов двигателя. Несмотря на это, военные все же сочли защиту баков недостаточной.
Полотняную обшивку фюзеляжа заменили 2-мм фанерной и установили сдвижную часть фонаря кабины летчика с устройством аварийного сброса, заимствованным с английского «Спитфайра».
Изменилась и бронезащита летчика. Бронеспинку толщиной 8,5 мм укоротили до плеч пилота, изменив форму изгиба в горизонтальной плоскости. Боковые края спинки, в отличие от прежних, на расстоянии 100–150 мм резко загнуты вперед, что обеспечивало лучшую защиту летчика в горизонтальной плоскости сзади.
Заголовник из прозрачной брони крепился в специальной металлической раме, которая, в свою очередь, крепилась к бронеспинке. Это позволило разгрузить прозрачную броню от напряжений, свойственных предыдущей конструкции.
С левой стороны пилота на борту расположили подлокотники толщиной 3,5–4 мм, длиной 500 мм и высотой 100 мм. Защита головы летчика спереди и сзади-сверху отсутствовала. В целом броня на самолете защищала пилота лишь от пуль калибра 6–8 мм.
Схема самолета Як-3
Усилили вооружение, введя дополнительный синхронный пулемет БС, а мотор-пушку МП-20 заменили облегченной ША-20М (110 патронов) того же калибра, но не проходившую государственных испытаний. Кольцевой прицел с мушкой заменили коллиматорным ПБП-1а.
Приемник связной радиостанции РСИ-4 вынесли из кабины, расположив за изголовьем летчика, кнопку «прием – передача» – на секторе газа. Антенна стала двухлучевой без мачты. Это лишь часть изменений, внедренных в машине, позволивших облегчить истребитель и усилить его огневую мощь.
6 октября 1943 года «Дублер» передали на государственные испытания. Ведущими по машине были инженер Г. А. Седов и летчик А. Г. Прошаков. В течение восьми дней (с 7 октября) военные испытатели выполнили 24 полета. Отзыв ведущего летчика-испытателя был столь восторжен, что его следует привести почти полностью:
«По расположению оборудования кабина самолета максимально приближается к стандартной, что создает большие удобства летчику. Установка автомата регулировки температуры воды освобождает внимание летчика и позволяет увеличить максимальную скорость <…>, особенно при низкой температуре наружного воздуха.
Обзор из кабины во все стороны хороший, но козырек сферической формы несколько искажает видимые через него предметы…
На рулежке самолет прост: с застопоренным хвостовым колесом устойчиво рулит, даже при сильном боковом ветре. Установка полуавтоматического стопора костыля <…> облегчает рулежку по сравнению с серийными самолетами «Як».
На взлете самолет аналогичен серийным самолетам «Як», но набирает скорость и отрывается быстрее. На разбеге имеется незначительная тенденция к развороту вправо, но <…> легко парируется левой ногой… Траектория набора высоты круче, нежели у серийных самолетов.
В горизонтальном полете самолет устойчив: нагрузки на руль глубины легко снимаются триммером на всем диапазоне скоростей…
Самолет Як-1М «Дублер», так же как и опытный экземпляр <…>, обладает превосходной горизонтальной и особенно вертикальной маневренностью; максимальная скорость значительно увеличилась по сравнению с серийными самолетами «Як».
Весь высший пилотаж самолет выполняет энергично и легко, с небольшими нагрузками на органы управления; на вираже <…> устойчив. При скорости 360–380 км/ч время выполнения одинарного виража на высоте 1000 метров составляет 16–17 секунд. Перекладывание из виража в вираж легкое.
Подбитый Ме-109 на фоне Як-3 из полка «Нормандия – Неман»
Техника выполнения боевого разворота такая же, как на серийных самолетах «Як», но нагрузки на рули меньше. При скорости ввода 560 км/ч с начальной высоты 1000 метров и скорости вывода самолет выполняет боевой разворот за 20 секунд и набирает <…> высоту 1250–1300 метров.
Переворот так же выполняется, как на серийных самолетах «Як». При скорости ввода 270 км/ч с начальной высоты 1500 метров самолет теряет 450–500 метров. Самолет выполняет фигуры высшего пилотажа в большом диапазоне скоростей. Например, петлю можно выполнять при начальной скорости от 450 до 550 км/ч, и набор высоты при этом составляет соответственно от 0 до 450 метров.
Наивыгоднейшая скорость планирования равна 220 км/ч. Траектория планирования и профиль посадки практически такие же, как у подобных самолетов «Як». На посадке самолет прост и не боится перетягивания ручки. На пробеге <…> устойчив, тенденции к разворотам и рысканию не имеет. Тормозить на пробеге можно несколько энергичней, чем на <…> Як-1, но при резком торможении самолет имеет тенденцию к поднятию хвоста».
Як-3, июнь 1943 года, район Курска. Старшина П.М. Романов за зарядкой оружия
Як-1М «Дублер» облетали командир 69-го Краснознаменного иап Герой Советского Союза подполковник Л. Л. Шестаков, летчики-испытатели Ю. А. Антипов, А. Г. Кубышкин, П. М. Стефановский и В. И. Хомяков. Все они в целом поддержали мнение ведущего летчика-испытателя. В итоге НИИ ВВС отметил заслугу ОКБ-115 в снижении веса самолета и усилении вооружения, а также в устранении большого количества дефектов, выявленных в ходе испытаний первого прототипа Як-1М. В заключение специалисты НИИ ВВС рекомендовали истребитель для запуска в серийное производство, при условии получения положительных результатов государственных испытаний мотора М-105ПФ с повышенным наддувом и пушки ША-20М.
Высокие летные данные и хорошее вооружение истребителя – это очень важно, но не менее важна для пилота и устойчивая двухсторонняя связь. На Як-1М «Дублер» стояла приемо-передающая радиостанция РСИ-4 с двухлучевой безмачтовой антенной. Мачта антенны создавала дополнительное аэродинамическое сопротивление, снижая скорость и дальность полета. Но погоня за высокими летными характеристиками обернулась значительным снижением дальности приема до 65 км вместо 100 км и передачи не более 40 км вместо 70–80 км. Тем самым ухудшалась возможность управления самолетами в воздухе и снижалась боевая эффективность истребителя.
В конце 1943 года начались заводские испытания унифицированного истребителя Як-9У с двигателем ВК-107А. Сравнение его с Як-1М «Дублер» с таким же вооружением показало, что время набора высоты 5000 метров у них одинаковое – 4,1 минуты, но меньше, чем у трехточечного Ме109Г-2 (Bf109G-2) и ФВ-190Ф-4 (FW190F-4) на 0,3 и 2,7 секунды соответственно. Отставал от «яка» на 0,7 секунды и Ла-7. Вираж на высоте 1000 метров Як-9 выполнял на 1,5–2,5 секунды, Ме-109Г-2 – на 4–4,5 секунды и ФВ-190Ф-4 – на 7 секунд (без применения крыльевых щитков) дольше. Правда, он имел преимущество перед Як1М «Дублер» в боевом развороте, поднимаясь на 100 метров выше, но Ме-109Г-2 и ФВ-190Ф-4 отставали на 50–200 метров и 550 метров соответственно. А вот в дальности на наивыгоднейшем режиме Як-1М «Дублер» проигрывал: Як-9У почти на 70 км, Ла-7 – на 5 км, ФВ-190Ф-4 – на 168 км. Правда, Ме-109Г-2 по этому параметру уступал «яку» на 29 км.
Говоря о немецких самолетах, следует отметить, что в НИИ ВВС проходили, как правило, далеко не новые машины, с частично выработанным ресурсом двигателей. Если, например, внести трехпроцентные поправки на скорость, то получится, что новый Ме-109Г-2 с более слабым вооружением по скороподъемности и дальности должен не отставать от Як-1М «Дублер», но на вираже «немец» все же был слабоват. У земли Як-1М летал быстрее, но на высоте он отставал от Ме-109Г-2.
Як-3 на полевом аэродроме
Что касается ФВ-190Ф-4, то преимущество, за исключением дальности, было полностью на стороне отечественного истребителя.
Як-1М запустили в серийное производство на Саратовском авиазаводе в соответствии с постановлением ГКО от 26 октября 1943 года под обозначением Як-3. Переход от выпуска Як-1 к Як-3 должен был происходить без снижения объемов изготовления предшественника. Первый серийный экземпляр Як-3 (заводской №?0601) построили 1 марта 1944 года, и спустя неделю состоялся его пробный 10-минутный полет.
Вооружение самолетов первых двенадцати серий состояло из пушки МП-20 и пулемета БС. В таком виде было выпущено 197 машин, и лишь с 13-й серии перешли к сдаче самолетов с пушкой МП-20 и двумя БСами.
Летные данные истребителей переходного периода заметно ухудшились. Так, максимальная скорость снизилась на 15–20 км/ч, время набора высоты 5000 метров возросло на 0,5 минуты, практический потолок упал на 500 метров, а время виража на 1000 метрах увеличилось на одну-две секунды. Естественно, Як-3 стал набирать меньшую высоту на боевом развороте.
Ремонт Як-3, 273 иад
Причин тому было немало. Это низкая культура производства, повлекшая за собой утяжеление машины (до 45 кг) и уменьшенный запас горючего, и, конечно, низкое качество отделки внешней поверхности истребителя. Эти недостатки удалось устранить совместными усилиями ОКБ, ЛИИ и ЦАГИ совместно с серийными заводами, и, начиная с 16-й серии, самолеты стали соответствовать по своим летным данным «Дублеру».
В ходе войсковых испытаний дал о себе знать серьезный дефект, свойственный машинам с крылом смешанной конструкции. На самолете №?0208 сорвало обшивку во время воздушного боя при выводе из пикирования. Укрепить обшивку пытались путем увеличения площади приклея, усиления крепления обшивки с помощью шпилек и болтов, но полностью избавиться от опасного дефекта удалось, лишь перейдя к цельнометаллическому крылу.
Як-3 завода № 292
В ходе серийного производства постоянно проводились контрольные испытания самолетов как на заводе, так и в НИИ ВВС. Так, осенью 1944 года провели заводские испытания четырех Як-3 и эксплуатационные одного истребителя №?0528, показавшие, что их летные и весовые данные находятся в пределах, заданных техническими условиями заказчика.
Весной 1945 года на контрольные испытания в НИИ ВВС, проходившие с 23 марта по 9 апреля, поступил самолет №?2229 Саратовского авиазавода. На крыле усилили средние части нескольких нервюр, установили дополнительные замки на центропланные щитки, закрывавшие после уборки основные опоры шасси, сборник конденсата между компрессором АК-50 и прямоточным фильтром, заменили маслорадиатор.
Выяснилось, что на самолете сохранились дефекты, выявленные в ходе контрольных испытаний машины №?1112 (сентябрь 1944 г.), а трубка Вентури, питавшая гироскопические приборы и установленная в выходной части тоннеля водорадиатора, не обеспечивала необходимого перепада давления для нормальной работы указателя поворота.
Максимальные горизонтальные скорости истребителя оказались заниженными по сравнению с установленными постановлением ГКО от 26 октября 1943 года на 10–11 км/ч при кране шасси, поставленном на уборку, и на 22–25 км/ч – в его нейтральном положении. Дальность радиопередачи не превышала 60 км, а емкость бензобаков сократилась на 12 литров.
Кроме этого, отмечалось, что сферический козырек фонаря искажал видимые через него предметы и на нем отсутствовало переднее бронестекло. Несмотря на то что опыт Великой Отечественной показал, что немцы избегали лобовых атак и вероятность поражения летчика с передней полусферы была ничтожна, заказчик продолжал настаивать на переднем бронестекле, но на Як-3 его так и не установили, ограничившись задней прозрачной броней.
Усилия на ручке управления самолетом были чрезмерными, а эффективность руля высоты – мала. Были отмечены и другие недостатки. Хотя самолет испытания не выдержал, промышленность продолжала выпуск Як-3, а военпреды их принимали.
Вслед за машиной №?2229 на контрольные испытания в НИИ ВВС поступил самолет №?4145, выпущенный в мае тем же заводом. По сравнению с предшественником на нем улучшили аэродинамику за счет уменьшения волнистости обшивки, более тщательной подгонки капотов, лючков и зализов. На средние щитки шасси поставили дополнительные замки, усилили купола колес шасси и киль, заменив промежуточные нервюры основными, а скользящие подшипники качалок тяг – шариковыми. Тогда же в системе всасывания мотора появился противопыльный фильтр, прошедший испытания в НИИ ВВС на машине 03–22.
Як-3 1-го гиап. 1947 год
Испытания показали, что истребитель №?4145 полностью соответствует требованиям ГКО от 26 октября 1943 года, хотя в нем и сохранились некоторые, ранее обнаруженные дефекты. В частности, не устранили большие усилия на ручку управления самолетом от элеронов, отсос щитков шасси на повышенных скоростях и искажение сферическим козырьком (по-прежнему не имевшим бронестекла) видимых предметов. К тому же установка трубки Вентури в выходной части тоннеля водорадиатора искажала показания указателя поворота. Отмечалась и недостаточная дальность двухсторонней радиосвязи. Лишь после войны на истребителях стали крепить излучатель антенны к мачте, что значительно увеличило дальность радиосвязи.
Выпуск Як-3 с мотором ВК-105ПФ2, пушкой МП-20 и двумя пулеметами БС продолжался как минимум до лета 1945 года.
В 1944 году на выпуск Як-3 перешел завод №?31 в Тбилиси. В начале апреля того же года был построен первый экземпляр машины №?310001 с двигателем ВК-105ПФ2, и с 11 апреля по 25 мая проходили его заводские испытания. Ведущими по машине были инженер И. А. Шабанов и летчик С. Г. Плыгунов.
Дважды Герой Советского Союза А.С. Смирнов около Як-3. 28-й гвардейский иап. 1946 год, Румыния
В ходе испытаний выявили целый букет дефектов: 25 – по планеру, четыре – по шасси, десять – по силовой установке, пять – по вооружению и восемь – по спецоборудованию. Из них лишь десять (20 %) можно отнести к конструктивным недостаткам. Замечания заказчика учли и менее чем за два года сдали военным 960 машин.
Эксплуатационные испытания самолета №?0528 Саратовского авиазавода, проходившие с 14 ноября 1944-го по 6 июня 1945 года (общий налет 72 часа), показали, что после наработки двигателем 95 часов максимальная скорость у земли снижалась на 10 км/ч, на 1-й границе высотности – на 5 км/ч и на 2-й границе высотности – на 19 км/ч. При этом 1-я граница высотности снизилась на 250 метров, а 2-я – на 350 метров. Время набора высоты 5000 метров возрастало на 18 секунд. Других замечаний к машине практически не было.
В марте 1945 года в НИИ ВВС завершились испытания трофейного истребителя ФВ-190A-8, вооруженного двумя 20-мм пушками и двумя 13-мм пулеметами. Воздушный бой, проведенный с Як-3 ВК-105ПФ2, показал, что наш истребитель обладает значительным преимуществом над «немцем» в маневренности и скороподъемности и лишь незначительно уступает в максимальной скорости у земли при работе двигателя ФВ-190А-8 на форсаже, что позволяло ему уходить от преследования. На горизонталях Як-3 заходил в хвост «немцу» через 1,5–2 виража. В вертикальной плоскости Як-3 сохранял превосходство в высоте, а на пикировании Як-3 быстрее разгонялся, что позволяло не только захватывать инициативу в бою, атакуя противника, но и уходить от него. При этом следовало учитывать, что Як-3 быстрее разгонялся и превосходил ФВ-190A-8 в начале пикирования на меньших скоростях, а на больших скоростях увеличение скорости происходило медленнее.
В ходе серийного производства Як-3, как, впрочем, и другие самолеты, проходил контрольные испытания в НИИ ВВС и ЛИИ. Как правило, после снятия основных летных данных самолеты отправлялись заказчику, но 17 мая 1945 года произошла авария, едва не переросшая в катастрофу. Накануне летчик-испытатель И. В. Эйнис выполнил на Як-3 полет на высший пилотаж, а точнее, на проверку прочности в полном соответствии с заданием. Все прошло хорошо, если не считать, что основные опоры шасси выпустились не одновременно, а с большим интервалом. Причем «солдатик» – механический указатель положения шасси левой опоры – вышел не в своем месте, а рядом, пробив фанерную обшивку крыла. Но на это никто не обратил внимания. Следует учесть, что необходимые параметры полета самолета были зафиксированы бортовыми самописцами, и, судя по всему, перегрузки в том полете не превышали эксплуатационных значений.
Як-3 с фотокинопулеметом С-13 на аэродроме ЛИИ
Затем в кабину самолета сел С. Н. Анохин. Ему предстояло сделать 12 режимов с перегрузками. Первые два прошли благополучно, но на третьем Сергей Николаевич не включил самописец, и режим пришлось повторить. Позже Марк Лазаревич Галлай так описывал происшедшее: «Начав очередную фигуру, он (Анохин) услышал громкий треск, и в то же мгновение машина рванулась в сторону так резко, что летчика со страшной силой ударило виском о фонарь кабины, а рукой и плечом – об ее жесткий борт.
У самолета отлетело крыло!»
Летчику стоило огромных усилий и самообладания сбросить фонарь и выпрыгнуть с парашютом из беспорядочно падающего к земле самолета. Анохин получил тяжелые ранения и потерял левый глаз…
Испытания Як-3 с мотором ВК-105ПФ2 продолжались до завершения серийного производства машины.
А.С. Яковлев, П.Я. Федрови и О.К. Антонов у самолета Як-3
Осенью 1944 года выдержала государственные испытания и была принята на вооружение авиационная 20-мм пушка Б-20, созданная М. Е. Березиным на базе одноименного пулемета калибра 12,7 мм, под тот же патрон, что и ШВАК. Самым большим достоинством орудия по сравнению с пушкой ШВАК был меньший на 17 кг вес. Естественно, что авиаконструкторы не заставили себя ждать и сразу же начали примерять новое орудие на свои самолеты.
Не осталось в стороне и ОКБ-115, разместившее на истребителе, получившем впоследствии обозначение Як-3П (пушечный), в соответствии с постановлением ГКО от 29 декабря 1944 года сразу три «ствола»: мотор-пушку Б-20М и две синхронных Б-2 °C с общим боекомплектом 380 патронов. В итоге секундный залп трехпушечной батареи по сравнению с предыдущим вариантом вооружения Як-3 возрос на 0,702 кг.
Управление стрельбой из всех орудий осуществлялось с помощью пневмоэлектрического механизма. Для Б-20М применили пневмоперезарядку взамен механической у МП-20.
В трехпушечную машину переделали два серийных Як-3, на которых усилили средние части нервюр крыла (увеличили их площадь проклейки с обшивкой, установили замки на дополнительные щитки шасси и улучшенные бензиномеры с увеличенной до 160 градусов шкалой, трубку Вентури перенесли из туннеля водорадиатора в зализ крыла. Тогда же радиопередатчик РСИ-3 заменили на РСИ-3М-1. Были и другие, более мелкие изменения.
На государственные испытания, проходившие с 23 марта по 9 апреля 1945 года, предъявили самолет №?1630. Ведущими по машине были инженер И. А. Колосов и летчик В. Г. Иванов. За тот период выполнили 37 полетов общей продолжительностью 17 часов 39 минут.
Испытания показали, что на самолете сохранились крупные дефекты, ранее отмеченные в ходе контрольных проверок серийных машин, максимальные горизонтальные скорости были на 15–25 км/ч ниже заданных постановлением ГКО вследствие отсоса щитков шасси в полете и волнистой поверхности крыла. Мала была и дальность двухсторонней радиосвязи, не превышавшая 55–60 км при заданных 100 км. Кроме этого, выявили отставание обшивки киля, чрезмерные нагрузки на ручку управления самолетом, недостаточную прочность кронштейна крепления гидроцилиндра спуска пушки Б-20М и другие дефекты.
Трехпушечный истребитель Як-3Т
Возможности промышленности все же были ограничены. Не хватало оборудования, материалов и специалистов, чтобы оперативно устранять все недостатки. Да и политики давили со всех сторон, требуя выполнения плана, поэтому и приходилось что-то приносить в жертву. Поэтому воевать приходилось на том, что выпускали заводы, и Як-3П не стал исключением.
Приказом наркома авиационной промышленности от 30 декабря 1944 года заводу №?292 предписывалось перейти на выпуск еще не прошедшего испытаний трехпушечного Як-3. Можно встретить утверждение, что Як-3П серийно строился с весны 1945-го по лето 1946 года в Саратове и Тбилиси, но, судя по документам, все началось с 51-й серии на заводе №?292.
Осенью 1945 года второй серийный «Як» №?0251 поступил на контрольные испытания, акт по которым был утвержден 20 ноября того же года. На машине по сравнению с опытными экземплярами усилили обшивку крыла и ввели некоторые изменения в конструкцию установки вооружения, но и он контрольные испытания не выдержал по тем же причинам, что и его предшественники.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
military.wikireading.ru
М-105 (двигатель) — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
У этого термина существуют и другие значения, см. М-105.| М-105 (ВК-105) | |
 | |
| Производитель | завод № 26 (Рыбинск) завод № 16 (Воронеж) завод № 27 (Казань) |
|---|---|
| Технические характеристики | |
| Объём | 35,08 л |
| Мощность | 1100 лс (820 кВт) |
| Степень сжатия | 7,1 |
| Диаметр цилиндров | 148 мм |
| Ход поршня | 170 мм |
| Количество цилиндров | 12 |
| Клапаны | 3 |
| Компрессор | одноступенчатый двухскоростной ПЦН |
| Тип топлива | этилированный бензин 4Б-78, смесь № 1, смесь № 2, импортный 1Б-95. |
| Система охлаждения | жидкостная |
| Размеры | |
| Сухой вес | 570 кг |
M-105 (с 1943 года — ВК-105) — авиационный поршневой четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения конструкции В. Я. Климова. Было построено около 91 тысячи двигателей в различных вариантах. В ходе войны двигатели Климова изменили наименование с М («мотор») на «ВК» — по инициалам создателя.
История
Двигатель был создан в 1940 году под руководством Главного конструктора В. Я. Климова. Глубокая модернизация мотора М-103А и опытного М-104. Мотор имел меньший рабочий объём, увеличенную степень сжатия, двухскоростной центробежный нагнетатель (англ.)русск., два выпускных клапана на цилиндр. В качестве горючего использовался высокооктановый бензин либо бензосмесь с октановым числом не менее 92 (М-105ПФ не менее 95).
Видео по теме
Конструкция
Является глубокой модернизацией двигателя М-100 — лицензионного двигателя Hispano-Suiza 12Y.
По сравнению с двигателями М-103А и М-104, М-105 подвергся значительной конструктивной доработке, главной из которых было принципиальное изменение схемы самого мотора: для улучшения наполнения цилиндров на каждом из них были поставлены по два впускных клапана вместо одного, сечение клапанов впуска увеличилось почти в полтора раза, а клапанов выпуска — на 15 %. Выпускных клапанов стало по два на цилиндр вместо одного. На коленчатом валу для снижения нагрузок на коренные шейки вала устанавливались противовесы. Полностью переработана конструкция блока цилиндров и система газораспределения. Установлена двухскоростная передача к ПЦН от мотора М-104 со значительными доработками.
В качестве моторного топлива применялись этилированные бензины и бензосмеси:
- 3Б-78 — авиационный бензин Б-78 с добавлением 0,3 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20 (октановое число 93).
- 1Б-95 — импортный авиационный бензин с октановым числом 95 и с добавлением 0,1 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20.
- смесь № 1 — 60 % Б-70, 20 % изооктана и 20 % неогексана (октановое число 95).
- смесь № 2 — 60 % Б-70, 20 % алкилбензола и 20 % неогексана (октановое число 95).
- резервное топливо: 4Б-74 — авиационный бензин с октановым числом 74 и с добавлением 0,4 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20 (октановое число 92).
Форсированные модификации мотора М-105 не допускались к эксплуатации на топливе с октановым числом менее 95 (использовались: смесь № 1, смесь № 2, 1Б-95, 4Б-78).
Модификации
- М-105П
- (пушечный) — с возможностью установки авиапушки в развале цилиндров. Установлен на большинстве советских предвоенных истребителей — Як-1, ЛаГГ-1 и нескольких экспериментальных самолётах. Мощность 1050 л. с.
- М-105Р
- (редукторный) — двигатель для бомбардировщиков, имел уменьшенное передаточное число редуктора (0,59 вместо 0,666). Устанавливался на Пе-2 и другие.
- М-105ПА и М-105РА
- — улучшенная версия двигателя 1941 года для истребителей и бомбардировщиков соответственно. Отличия: усиленная конструкция картера и шатунов; беспоплавковые карбюраторы, которые обеспечивали перевернутый полет в течение 5 мин и ввод в пикирование с отрицательной перегрузкой; гиперболическую расточку подшипников коленчатого вала, что увеличивало срок службы и способствовало отказу от фильтров «Куно»; более совершенный регулятор числа оборотов Р-7 вместо Р-2; управление форсажем.
- М-105ПФ
- (пушечный форсированный) — модификация двигателя М-105ПА 1942 года с увеличенной мощностью по наддуву (взлётная мощность 1210 л. с., номинальная мощность на высоте 700 метров — 1260 л. с., а на высоте 2700 метров — 1180 л. с.), полученной ценой потери мощности на больших высотах. Повышение мощности у земли и на средних высотах было достигнуто за счет изменения регулировки автоматического регулятора наддува Р-7 в сторону увеличения давления наддува с 910 до 1050 мм рт. ст. Для обеспечения надежной работы на форсированном режиме были усилены поршневые пальцы и изменена регулировка карбюраторов. Вопреки возражениям Климова об уменьшившемся ресурсе двигателя (со 125 до 100 часов), они были запущены в производство под давлением Яковлева. Последующая эксплуатация подтвердила правильность такого решения. Модификация ПФ была установлена на множестве истребителей Як — Як-1Б, Як-7Б, Як-9.
- М-105РФ
- — версия М-105ПФ для бомбардировщиков.
- ВК-105ПФ2
- — дальнейшее увеличение мощности (1300 л. с.), модификация специально доработанная для Як-3 по персональной просьбе Яковлева. Снова увеличен наддув за счет уменьшения высотности двигателя и дальнейшего снижения надежности и ресурса мотора. В результате номинальная мощность на 1-й скорости нагнетателя возросла с 1260 до 1310 л. с. на высоте 200 м, а на 2-й скорости нагнетателя с 1180 до 1240 л. с., но 1-я граница высотности была понижена с 2700 до 700 м. Это не обеспечивало оптимального соотношения скоростей и высот полёта, и в серии Климов разрешил повысить наддув только для 1-й скорости. В итоге за счёт снижения 2-й границы высотности с 2400 до 2000 м взлётную мощность повысили с 1210 до 1290 л. с., а боевую — с 1150 до 1290 л. с. Считалось, что эта версия исчерпала потенциал конструкции М-105 по дальнейшему наращиванию мощности.
- ВК-105ПД
- — экспериментальная высотная версия с нагнетателем Э-100 В. А. Доллежаля. Нагнетатель Э-100 оснащался двумя центробежными ступенями, которые последовательно сжимали подаваемый в двигатель воздух. Первая ступень приводилась во вращение тремя гидравлическими турбомуфтами и могла включаться и выключаться автоматически или вручную. Вращение на вторую ступень передавала неотключаемая механическая передача от коленвала. Со взлёта до первой расчётной высоты работала только вторая ступень нагнетателя на первой скорости привода в 9,72 раза большей частоты вращения вала двигателя. При достижении высоты полета в 3400 метров, дополнительно включалась первая ступень нагнетателя, а на высоте 6300 метров переключались турбомуфты первой ступени, что замедляло падение мощности с дальнейшим подъёмом самолёта. Версия оказалась неудачной из-за нестабильной работы на высотах свыше 9000 метров.
- ВК-105ПВ
- (повышенной высотности) — вариант модификации ВК-105ПД — установка на двигатель ВК-105ПФ2, вместо штатного ПЦН, модифицированного нагнетателя Э-100, с усовершенствованной системой перепуска избыточного воздуха в атмосферу. Развитие не получил.
Использовался
- СССР
- ЛаГГ-3 — истребитель
- Як-1 — истребитель
- Як-3 — истребитель
- Як-7 — истребитель
- Як-9 — истребитель
- P-40 Kittyhawk — истребитель (в СССР под М-105 было переделано несколько самолётов при отсутствии оригинальных двигателей «Эллисон»)
- Як-4 — двухмоторный бомбардировщик
- Пе-2 — двухмоторный пикирующий бомбардировщик
- Ар-2 — двухмоторный пикирующий бомбардировщик
- Ер-2 — двухмоторный дальний бомбардировщик
Финляндия
- Morko Moraani — финская глубокая модернизация французских истребителей Morane-Saulnier MS.406.
Экспозиция М-105 в музеях
Литература
- Котельников В. Р. Отечественные авиационные поршневые моторы (1910—2009). — М.: Русский Фонд Содействия Образованию и Науке, 2010. — 504 с. — ISBN 978-5-91244-017-5.
Ссылки
См. также
wiki2.red
|
Истребители А. С. Яковлева с моторами М-105П и М-105ПА в начале войны имели некоторые преимущества перед Ме-109Е. Но с появлением на фронте его новой модификации Me-109F, оснащенной более мощным мотором и имевшей улучшенную аэродинамику, очень остро встал вопрос о срочном улучшении летных данных советских истребителей. К этому времени в ОКБ В. Я. Климова был разработан и проходил испытания на стенде мотор М-107, имевший по сравнению с М-105 значительно большую мощность. Применение этого мотора позволило бы резко улучшить основные летные данные истребителей. Однако М-107 являлся совершенно новой конструкцией, и его освоение требовало времени и большой перестройки на заводах, что в сложившихся в первой половине 1942 г. условиях было неприемлемо. Тогда по инициативе НИИ ВВС и КБ А. С. Яковлева была проведена перерегулировка мотора М-105П таким образом, что за счет некоторого снижения высотности он существенно увеличил свою мощность. Испытания мотора на стенде показали, что при таком форсировании его ресурс практически не уменьшился, и он был принят в производство под маркой М-105ПФ. Справедливости ради следует сказать, что для серийного выпуска М-105ПФ потребовалось внести некоторые конструктивные изменения, о которых изложено на предыдущей странице. Отметим только, что на моторе М-105ПФ взлетная мощность стала номинальной (табл. 1). С 1944г. моторы В.Я. Климова стали обозначаться его инициалами: ВК-105ПФ, ВК-106, ВК-107 и т. д. Таблица 1
В ОКБ проводилась интересная работа по созданию мотора с большой высотностью. В начале 1941 г. на мотор М-105П был установлен двухступенчатый (ПЦН), который был разработан в ЦИАМ В. А. Доллежалем. Мотор этот получил обозначение М-105ПД. Двухступенчатые ПЦН (рис. 1) обеспечивают существенно большую степень повышения давления, чем одноступенчатые даже с двумя скоростями вращения. Следовательно, при двух ступенях сжатия можно получить и большую высотность. Практически даже двухскоростной одноступенчатый ПЦН не может обеспечить расчетную высоту более 5,5 — 6 км. Мотор М-105ПД имел частоту вращения 2400 об/мин, давление наддува на взлетном режиме 1140 мм рт. ст., на номинальном режиме на первой расчетной высоте 1100 и на второй 1080 мм рт. ст. Установка ПЦН и связанные с этим доработки утяжелили мотор на 75 кг. Расход топлива у М-105ПД был заметно больше, чем у М-105ПА. Моторы М-105ПД устанавливались на опытных истребителях И-28 и Як-9ПД. Впоследствии двухступенчатые ПЦН нашли применение на английских моторах Роллс-Ройс «Мерлин» и американских «Аллисон», которые устанавливались на высотных истребителях «Спитфайр», Р-51, Р-63 и др. Системы комбинированного наддува с применением турбокомпрессоров (ТК) более эффективны: затраты мощности на привод ТК несравненно меньше, чем на привод ПЦН. Однако системы комбинированного наддува имеют горячие трубопроводы для подачи выхлопных газов к ТК, что приводит к определенным неудобствам. Эти трубопроводы должны быть герметичными и хорошо теплоизолированными, что само по себе не так уж просто. Повреждение их в бою может привести не только к выходу из строя самой системы наддува, но и к пожару на самолете. Поэтому для истребителей, экономичность двигателя для которых второстепенна, моторы с двухступенчатыми ПЦН являлись более приемлемыми, тем более что конструктивно создание мотора с двухступенчатым ПЦН было относительно простым: достаточно было обеспечить вывод вала привода дополнительного ПЦН и доработать систему впускных патрубков и автоматику. Системы наддува с ТК применялись преимущественно на моторах, предназначенных для высотных бомбардировщиков, а также на некоторых высотных истребителях, например, на американском Рипаблик «Тандерболт» Р-47, мотор которого обеспечивал расчетную высоту около 10 км. Однако в СССР проблема высотности моторов для фронтовых истребителей не являлась в то время первостепенной. Практика боевых действий показала, что погоня за высотностью не так уж необходима: большинство воздушных боев происходило на высотах до 4 км и именно там требовался максимальный избыток мощности. Поэтому в 1943 г. был создан мотор М-106П (ВК-106П) с односкоростным ПЦН и расчетной высотой всего 2000 м, но с увеличенным по сравнению с М-105ПФ наддувом (см. табл. 1). Это позволило получить некоторый выигрыш в мощности по сравнению с М-105 и М-105ПФ на высотах 1—3,5 км. Его удельная масса составила по номиналу всего 0,48 кг/л, с, а по взлетной мощности и того меньше — 0,44 кг/л. с. Это была минимальная удельная масса, достигнутая на советских поршневых моторах. Несмотря на выдающиеся данные этого мотора и полную его взаимозаменяемость с ВК-105ПФ, он не пошел в крупносерийное производство, была изготовлена только небольшая серия. Причина была простая: недостаток производственных мощностей и недостаточная доводка мотора. В это время велась подготовка к производству мотора ВК-107, а в крупносерийном производстве уже находились два мотора М-105П и ВК-105ПФ в двух модификациях каждый. Моторов требовалось очень много, к их производству были привлечены и автомобильные заводы, поэтому поставить в серию ВК-106П можно было только ценой уменьшения выпуска серийных моторов и замедления освоения ВК-107. Поэтому пришлось ограничиться дальнейшим форсированием ВК-105ПФ. Форсированный мотор получил обозначение ВК-105ПФ-2. Взлетная и земная номинальная мощность у этого мотора составляла 1290 л. с при 2700 об/мин, а высотный номинал — 1240 л. с на высоте 2200 м. Этот мотор ставили на одном из лучших советских истребителей Як-3. Остановимся на некоторых особенностях моторов ОКБ В, Я. Климова. Так же как в моторах Испано, во всех моторах В. Я. Климова сохранилась оригинальная конструкция шатуна: вместо стяжки разъема главного шатуна болтами, как это делалось на всех других моторах, здесь применялось соединение крышки с шатуном работающими на срез коническими штифтами, запрессованными в отверстия «гребенки». Штифты, имеющие очень малую конусность (1:76), запрессовывались в отверстия тарированным ударом свободно падающего груза с определенной высоты. Эта конструкция обеспечивает малые габариты и вес кривошипной головки, достаточно проста в производстве и выдержала (с некоторыми усилениями, естественно) почти двухкратное форсирование моторов (от 860 л.с. у М-100А до 1650 у ВК-107А). Правда, на моторе ВК-107А было два ряда конических штифтов вместо одного у ВК-105ПФ. Аналогичная схема применена В, Я. Климовым для присоединения противовесов коленчатого вала к его щекам. В основном на моторах этого КБ сохранена и конструкция блока: он имел несущую рубашку и отливался вместе с головками. Гильзы, разгруженные, мокрые, ввернуты верхней частью в блок на резьбе. Герметизация верхней части гильзы обеспечена металлическими эластичными кольцами, а нижней — системой резиновых колец, затянутых гайкой. На моторах ОКБ, как и на моторах М-25 и М-85, были применены выхлопные клапаны с натриевым охлаждением, подшипники, залитые вместо баббита свинцовистой бронзой, и многие другие конструктивно-технологические новшества. Конструкторскому бюро В. Я. Климова приходилось все время обеспечивать увеличение мощности моторов. Немцы непрерывно повышали мощность своих моторов: в 1942 — 1943 гг, на фронте появились «мессершмитты» с моторами DB-605 взлетной мощностью 1600 л. с. Возможности ВК-105ПФ без кардинальной переделки конструкций были исчерпаны на модификации ВК-105ПФ-2 и моторе ВК-106.  ВК-107А Однако еще в 1942 г. был создан мотор ВК-107 с взлетной мощностью 1650 л. с. — почти в два раза большей, чем у исходного М-100А. Как уже упоминалось выше, его внедрение в серию несколько задержалось. Причиной этого было не только то, что значительно форсированные моторы ВК-105ПФ и ВК-105ПФ-2 так или иначе удовлетворяли потребности в моторах и их крупносерийное производство было хорошо отлажено, но и то, что ВК-107 был существенно переделан по сравнению с этими моторами. Повышение мощности более чем на 300 л.с. потребовало значительных конструктивных изменений, главными из которых были: полностью переработанные блоки цилиндров. Для увеличения проходных сечений клапанов каждый цилиндр имел не три, а четыре клапана — два впускных и два выхлопных; измененные фазы газораспределения и конструкция привода клапанов; измененные конструкции картера и коленчатого вала, шатунов, поршней, клапанов и ряда других деталей и узлов; новый редуктор с передаточным числом 0,5; новый ПЦН с лопатками Поликовского на входе. Словом, это была не модификация, а совершенно другой мотор, вдобавок еще чрезвычайно форсированный — его литровая мощность составляла на номинале 42,7 л. с./л, то есть превышала достигнутую на самых совершенных образцах зарубежных моторов. Естественно, что получить такие параметры было очень трудно, а обеспечить большой ресурс мотора при такой степени форсирования еще труднее. Тем не менее в 1944 г. мотор ВК-107А пошел в серию и ставился на самолеты Як-9У. Ресурс мотора был необычно малым — всего 25 ч. Хотя мотор имел боевой режим, но им в эксплуатации практически не пользовались, опасаясь уменьшения и без того малого ресурса. Недостатком мотора было также и расположение выхлопных патрубков внутри развала блоков, что вызывало немало осложнений в эксплуатации. В общем, мотор этот не оправдал возлагавшихся на него надежд, его не любили ни летчики, ни техники. Это был последний серийный поршневой мотор КБ В. Я. Климова. Созданный на его базе еще более мощный ВК-108 взлетной мощностью 1850 л. с. был поставлен на Як-3, и хотя с ним была получена еще большая, чем с ВК-107А, максимальная скорость, в серию он так и не пошел. На переходе к реактивной авиации в 1945 г. была создана комбинированная силовая установка для экспериментальных самолетов И-250 (А. И. Микояна) и Су-5 (П. О. Сухого). Она состояла из двигателя ВК-107Р, который имел отбор мощности на привод компрессора воздушно-реактивного компрессорного двигателя конструкции ЦИАМ. С этой комбинированной силовой установкой (рис. 3) были получены скорости свыше 800 км/ч. Двигатели В.Я. Климова ВК-105ПФ и ВК-105ПФ-2 были достаточно надежными, сравнительно простыми в крупносерийном производстве и всегда были на уровне требований авиации. А в военное время обеспечить это было совсем не просто! На рис. 4 показаны высотные характеристики двигателей этого КБ в сравнении с лучшими двигателями этого класса.  Число моторов, переданных в серийное производство по разработкам ОКБ В. Я. Климова, очень велико: моторов М-100 и М-103 в разных модификациях для самолетов СБ и Ар-2 изготовлено около 15 000, моторов М-105 и М-105А разных модификаций для самолетов Як-1, ЛаГГ-3, Пе-2 —более 48 000, моторов ВК-105ПФ, ВК-105ПФ-2 и ВК-107 для Як-3, Як-7, Як-9 и др. — больше 28 000, а всего — более 91 000 только для самолетных заводов, не считая поставок в запас, на замену и др. Источники
02 03 2014 — Ссылка на форуме по сравнению двигателей Климова: /cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1116872267/45#57 | ||||||
www.airpages.ru