Техническое описание самолета И-301

Техническое описание самолета И-301

Истребитель И-301 представлял со бой одноместный истребитель-моноплан деревянной конструкции с низкорасположенным крылом, мотором водяного охлаждения М-105П и трехлопастным винтом изменяемого шага ВИШ-61.

Фюзеляж самолета деревянный, типа монокок, овального сечения, переходящий в хвостовой части в килевую ферму. Каркас фюзеляжа состоит из пятнадцати шпангоутов, четырех лонжеронов и двенадцати стрингеров. Киль выполнен заодно с фюзеляжем. Усиленные шпангоуты (№№ 1 и 14) изготовлены с применением дельтадревесины, лонжероны — из сосновых брусьев переменного сечения. Кроме сосны, в силовом наборе фюзеляжа применялись липа и ясень. К передней части фюзеляжа крепится металлический лафет под мотораму и вооружение. Все деревянные детали фюзеляжа соединяются на клее ВИАМ-ЗБ без использования гвоздей и шурупов. Обшивка фюзеляжа выклеивалась из березового шпона; толщина обшивки изменяется от 9,5 мм в пере дней части фюзеляжа до 3 мм — в хвостовой. Наружная отделка поверхности фюзеляжа включала оклеивание шпона тканью, шпаклевку и тщательное зашкуривание неровностей перед по краской. Лафет представляет собой сварную силовую ферму из оцинкованных стальных труб.

Деревянный центроплан двухлонжеронной конструкции является основным силовым агрегатом самолета, к нему крепятся консоли крыла, шасси, фюзеляж. Обшивка центроплана между лонжеронами — фанерная, толщиной 7 мм; обшивка носка крыла выклеена из шпона толщиной 4 мм. Лонжероны центроплана коробчатого сечения, полки изготовлены из дельта-древесины. Торцевые нервюры центроплана — металлические.

Фюзеляж крепится к центроплану на четырех стальных узлах. Плоскости крыла крепятся к стыковым узлам центроплана на болтах. Линии разъема плоскости и центроплана закрываются металлической лентой.

Крыло, так же как центроплан, двухлонжеронное; обшивка плоскостей фанерная, передняя кромка выклеена из шпона толщиной 3 мм. В плане консоли имеют трапециевидную форму с закругленными концами. Механизация крыла включает элероны типа Фриз со 100-процентной весовой компенсацией и посадочных четырехсекционных (две секции под центропланом, по одной — под плоскостями) щитков типа Шренк.

Каркасы элеронов и секций щитков выполнены из дюралюминия, обшивка — элеронов полотняная, щитков — дюралевая. В правой консоли крыла установлена трубка Пито. На левом элероне имеется триммер.

Хвостовое оперение — свободнонесущее. Стабилизатор отъемный, двухлонжеронной конструкции с фанерной обшивкой толщиной 3 мм; состоит из двух консолей, которые крепятся к корневой части, выполненной за одно целое с фюзеляжем. Каркас руля высоты изготовлен из дюралюминия и обтянут полотном. Руль высоты в весовом отношении перебалансирован с целью предотвращения флаттера. На каждой половине руля высоты установлены триммеры.

Половинки руля высоты подвешиваются на стабилизатор в пяти точках. Конструкция руля направления аналогична конструкции руля высоты, руль на правления подвешивается к килю в трех точках на кронштейнах.

Шасси убираемое с масляно-воздушной амортизацией, основные опоры — одностоечные с боковым подкосом-подъемником. Основные стойки с колесами убираются в переднюю часть центроплана. Для колес в центроплане из березового шпона выклеены специальные купола. Уборка и выпуск шасси осуществляется с помощью воздушно-масляного аккумулятора и гидросистемы. Хвостовая опора шасси убираемая.

Колеса основных опор снабжены камерными пневматическими тормозами.

Система управления самолетом со стоит из ручного управления рулем вы соты (ручка) и элеронами, ножного управления (педали) рулем направления и управления триммерами (с помощью штурвальчиков). Управление рулем высоты и элеронами осуществляется при помощи ручки, жестких трубчатых тяг и качалок, проводка управления рулем направления — тросовая.

Моторная рама из стальных труб крепится к планеру в пяти точках — в трех нижних к узлам переднего лонжерона центроплана, в двух верхних — к лафету фюзеляжа. Двенадцатицилиндровый двигатель водяного охлаждения М-105П крепится к раме двадцатью болтами из хромансилевой стали.

Питание мотора горючим осуществляется шестью карбюраторами (один карбюратор на два цилиндра). В центроплане установлено три бензобака, еще по одному — в консолях крыла. Все баки последовательно через обратные клапаны соединены с центральным, из которого горючее бензонасосом подается в карбюраторы. Центральный бензобак имеет емкость 124 л, следующие — емкостью по 114 л, крыльевые — по 98 л. Все баки изготовлены из алюминиевого сплава AM ЦП.

Масло в мотор подается с помощью маслопомпы из двух установленных в фюзеляже перед кабиной баков суммарной емкостью 47 л.

Охлаждение мотора М-105П водяное, емкость водосистемы 90 л. Сотовый водорадиатор установлен в туннеле под фюзеляжем самолета. Регулирование температуры воды осуществляется специальным совком, изменяющим площадь сечения входного отверстия туннеля водорадиатора.

Металлический трехлопастной винт изменяемого шага ВИШ-61 диаметром 3 м при помощи регулятора Р-7 автоматически поддерживает заданное число оборотов мотора. Втулка винта закрыта коком.

Источником электроэнергии являются генератор и аккумулятор. Генератор расположен в передней части каркаса мотора с правой стороны, аккумулятор — за бронеспинкой кресла летчика.

На истребителе установлено кислородное оборудование, обеспечивающее нормальные условия работы летчика на высотах от 4500 до 10000 м.

Вооружение — пушка конструкции Таубина калибром 23 мм, установленная в развале блоков цилиндров и стреляющая через полую ось редуктора; два синхронных пулемета БС калибра 12,7 мм, установленные над мотором, предусмотрена возможность установки над мотором еще двух пулеметов ШКАС калибр 7,62 мм.

Бронезащита состояла из лобового бронестекла толщиной 55 мм и стальной 8,5-мм бронеспинки.

Правительство 10 октября 1940 г. приняло решение запустить под обозначением ЛаГГ-3 истребитель И-301 в массовое производство на нескольких заводах (№ 21 в Горьком, № 31 в Таганроге, № 23 в Ленинграде и № 153 в Новосибирске, приказ НКАП о запуске в серию улучшенного И-301 с увеличенным запасом топлива на заводе № 21 вышел 23 ноября 1940 г.). Головным был определен завод в Горьком, куда предстояло переехать большей части сотрудников КБ во главе с Лавочкиным, в Таганрог направлялся Горбунов; Гудков оставался в Химках в должности главного конструктора ОКБ. Триумвират распался.

Планом на 1941 г. предписывалось изготовить 2960 истребителей ЛаГГ-3.

До 22 июня удалось выпустить 322 самолета, темп выпуска отставал от запланированного, контрольная цифра плана на 1 июля 1941 г. — 805 ЛаГГов. Сказывалась недоведенность конструкции из-за крайней спешки с запуском самолета в серию. Кроме того, у Лавочкина возникли проблемы с Горьковским заводом. Из 100 человек недавно образованного КБ из Химок в Горький согласилось переехать не более тридцати, остальные работники, причем далеко не самые худшие, остались с Гудковым.

Лавочкина на Волге приняли далеко не с распростертыми объятиями — завод давно и успешно выпускал И-16 и не горел желанием осваивать совершенно новую конструкцию, тем более, что в Горьком М. М. Пашинин спроектировал истребитель на 60 % унифицированный с И-16. Его-то и хотели делать заводчане. Но все же, в январе 1941 г. главный конвейер сборки ЛаГГ-3 уже занимал половину сборочного цеха завода № 21, на второй половине все еще шел выпуск И-16 тип 29. Первый ЛаГГ, изготовленный в Горьком, поднялся в воз дух с заводского аэродрома 23 января 1941 г., однако военной приемкой он был принят только 24 февраля.

С началом серийного производства появились проблемы качества — штучное производство всегда «ювелирнее» массового. Из частей, куда отправляли новые истребители стали приходить рекламации — самолеты недодавали скорости (окраска самолета, а не полировка «рояля»), подламывались стойки шасси (дополнительные два топливных бака), происходили отказы вооружения и механизмов уборки-выпуска шасси. В результате проведения доработок по результатам испытаний опытных машин и установки по требованиям заказчика дополнительного оборудования, масса серийных ЛаГГов выросла на 70 кг, максимальная скорость полета упала до 550–555 км/ч, снизилась дальность полета.

Вооружение самолетов первых трех серий состояло из пяти пулеметов — одного БК (вместо пушки), двух БС и двух ШКАС. Интриги и технические трудности, связанные с разработкой пушки МП-6, привели к аресту Л. Г. Таубина и прекращению работ по новой авиационной скорострельной пушке. Контрольные испытания (КИ) ЛаГГ-3 первой серии закончились в НИИ ВВС 20 июня 1941 г., фактически это были государственные испытания, поскольку первый раз госиспытания И-301 не прошел. В ходе КИ удалось выявить массу конструктивно-производственных и эксплуатационных дефектов, устранять которые пришлось уже во время войны.

В процессе производства истребителей ЛаГГ-3, начиная с 4-й серии, центральный БК заменили пушкой ШВАК (при этом правый БС пришлось снять), а под плоскостями крыла оборудовали узлы подвески реактивных снарядов и бомб (три-четыре PC под каждой плоскостью или по одной бомбе). Установка на крыльях автоматических предкрылков (впервые появились на ЛаГГ-3 15-й серии) позволила улучшить маневренность самолета в горизонтальной плоскости — хоть частично компенсировать рост массы и ухудшение аэродинамики серийных ЛаГГов.

Лавочкин, Горбунов и Гудков занимались совершенствованием истребителя практически независимо друг от друга. Наибольшее количество модификаций ЛаГГа внедрил в серийное производство Горбунов на заводе № 31, эвакуированном во время войны в Тбилиси. Выпуск ЛаГГов прекратили там только в 1944 г. В 1942 г. в Тбилиси в ограниченном количестве выпускался «облегченный» ЛаГГ-3 с двигателем ВК-105ПФ. Эпопея борьбы за экономию массы была связана со значительным отставанием советских истребителей Як и ЛаГГ от Вf.109 по максимальной скорости полета и скороподъемности. С отечественных истребителей снимали все, что можно снять: кислородное оборудование; «лишние» пулеметы, в случае ЛаГГа — ШКАСы и один БС. Начиная с 11-й серии ЛаГГи были вооружены только пушкой и крупнокалиберным пулеметом, в конце 1943 г. на самолеты вновь стали ставить второй БС. Ниже приведен состав вооружения для некоторых серий ЛаГГ-3: серии 11, 23, 32, 42 — пушка и один БС; серии 4, 41 — ШВАК, БС и два ШКАС; серия 34 — пушка НС-37 и один БС.

В полевых условиях вооружение иногда усиливали за счет установки двух БС в гондолах под крылом.

Еще одним путем облегчения истребителя стало уменьшение запаса топлива, то есть — возвращение к исходному, трехбачному, варианту ЛаГГа. Сначала емкость каждого крылевого бака уменьшили на 40 л (с 7 -й серии), на ЛаГГах 11-й серии крыльевые баки не устанавливались совсем — для компенсации встроенных крыльевых баков предлагалось использовать подкрыльевые подвесные сбрасываемые бачки емкостью по 100 л, однако широкого распространения они не получили.

Последней, наиболее совершенной модификацией стал ЛаГГ-3 66-й серии, на котором были внедрены рекомендации ЦАГИ в области аэродинамики планера самолета; ЛаГГи 66-й серии строились в Тбилиси с весны 1943 г. до середины 1944 г.

Предпринимались попытки повысить характеристики ЛаГГа за счет установки более мощных моторов М-105ПФ и М-107, однако из-за ненадежной работы двигателя в серию истребители с М-107 не передавались. С моторами М-107 изготовили два самолета (ЛаГГ-ЗФ), первый совершил по программе летных испытаний 33 полета (отказы двигателя происходили в каждом полете), второй — 43. Испытания ЛаГГ-ЗФ проводил Юрий Константинович Станкевич.

Начиная с 28 и по 66 серии на ЛаГГ-3 ставились форсированные моторы М-105ПФ. На летных испытаниях летом 1943 г. ЛаГГ-3 с М-105ПФ показал максимальную скорость на 25–28 км/ч больше, чем серийные машины; увеличились потолок и скороподъемность. Мощность мотора М-105ПФ по сравнения с М-105 была несколько больше, 1180 л.с. против 1050 л.с. на высоте 2200 м. Один истребитель был построен с мотором М-105ПФ2, мощностью 1240 л.с, на испытаниях самолет показал скорость 618 км/ч.

Ограниченная серия ЛаГГ-3 была построена в варианте разведчика с одним фотоаппаратом АФА-1, установленным в фюзеляже.

Можно выделить три пути совершенствования ЛаГГ-3: «облегчение» за счет снятия оборудования и вооружения, увеличение мощности силовой установки (в конченом итоге этот путь оказался наиболее эффективным и привел к по явлению Ла-5), увеличение огневой мощи за счет установки 37-мм пушки.

Первым установил осенью 1941 г. пушки Шпитального Ш-37 на три серийных ЛаГГа Гудков. Самолеты прошли успешные фронтовые испытания под Вязьмой.

В 1942 г. в Горьком выпустили серию ЛаГГов с пушками Ш-37, но сама пушка оказалась неудачной и технологически сложной.

В середине 1942 г. под руководством Лавочкина проводились работы по установке на истребитель пушки Нудельмана/Суранова НС-37. В декабре 40 ЛаГГ-3, вооруженные НС-37, отправили на Сталинградский фронт.