Як-15
Як-15
К моменту окончания Второй мировой войны резервы Советского Союза были практически исчерпаны. Технологический уровень промышленности, в том числе и авиационной, ее станочный парк и культура производства не шли ни в какое сравнение с потенциальным и наиболее вероятным противником — Соединенными Штатами. Единственным резервом, позволявшим совершить технологический рывок в авиационной промышленности, были трофейные станки и оборудование, образцы новой техники, включая газотурбинные двигатели. В этой обстановке 6 сентября 1945 года заместитель наркома авиационной промышленности А. С. Яковлев докладывал И. В. Сталину:
«Состояние опытных и научно-исследовательских работ в области авиации в нашей стране вызывает большую тревогу. Основными вопросами, требующими срочного разрешения, являются:
1. Серьезное отставание развития скоростной и тяжелой авиации по сравнению с Америкой и Англией.
2. Слабость нашей опытно-конструкторской и научно-исследовательской базы, очень бедной людьми, оборудованием, требующей срочных капиталовложений.
3. Отсутствие утвержденного правительством плана развития нашей авиатехники на ближайшее время.
4. Отсутствие серьезной информации о развитии авиатехники за границей — особенно в Америке, где она ушла далеко вперед.
5. Неприспособленность аппарата НКАП к решению новых задач опытного <…> строительства. Слишком велика серийная инерция предыдущих 5 лет как в аппарате, так и на заводах.
Вариант двухбалочного истребителя с двигателем ЮМО-004.
Вариант истребителя по схеме «утка» с двигателем ЮМО-004.
ЛаГГ-3 с ТРД А. М. Люльки, предложенный М. И. Гудковым.
Для решения этих вопросов необходимо:
1. Рассмотреть и утвердить мероприятия по укреплению опытных и научно-исследовательских предприятий НКАП.
2. Рассмотреть план опытного строительства.
3. Послать весьма квалифицированных людей в Америку.
4. Произвести организационную перестройку аппарата НКАП. Объединить главки: реактивной авиации, опытного самолетостроения, опытного моторостроения».
Но этому никто не внял. Реорганизации НКАП не произошло, а вот главк опытного строительства после преобразования комиссариата в министерство и прихода к власти министра М. В. Хруничева ликвидировали.
Испытания же Як-3РД, как, впрочем, и аналогичных машин с дополнительным ЖРД, созданных в других КБ, шли трудно. Жидкостно-реактивный двигатель постоянно преподносил сюрпризы. Использовавшаяся в качестве окислителя агрессивная азотная кислота постепенно разъедала различные соединения в трубопроводах, заполняя своими парами не только отсеки самолета, но и порой кабину пилота. Были случаи, когда из-за этого возникали аварийные ситуации.
После одной из аварий с Як-3РД Яковлев предложил ведущему конструктору Е. Г. Адлеру съездить в ЦИАМ (Центральный институт авиамоторостроения) и посмотреть на трофейный турбореактивный двигатель. О том, при каких обстоятельствах новинки немецкой авиационной техники оказались в СССР, написано достаточно, и повторяться не буду. Отмечу лишь, что в соответствии с приказом НКАП от 28 апреля 1945 года В. Я. Климову поручили копирование и внедрение в серийное производство ТРД ЮМО-004 под обозначением РД-10. В то время это был самый мощный доведенный трофейный ТРД, развивавший тягу 900 кгс. Менее чем через три месяца, 20 июля, ГКО принял постановление «О мероприятиях по изучению и освоению немецкой реактивной техники».
Спустя десятилетия Адлер в своих воспоминаниях отметил:
«В ЦИАМе нас встретил ведущий инженер по испытаниям трофейного турбореактивного двигателя (ТРД) ЮМО-004 (Jumo-004), представившийся Лакштовским. Он провел нас к стенду, где стояла какая-то толстая труба. Спереди, через отверстие, примерно 0,7 м, виднелись лопатки, а сзади, внутри сужающейся части, просматривался подвижный конус.
Общая длина на глаз оказалась около трех метров. Над стендом висела схема. Странный двигатель вскоре был запущен. Когда шум смолк, А. А. Лакштовский толково объяснил его устройство, изложив характеристики. Я был потрясен. При весе 800 кг Jumo-004 развивал тягу 900 кгс, что соответствовало примерно 2500 л.с.
Сравнивая силовую установку Як-3РД с жидкостно-реактивным двигателем, прикидываю, — снять бы с него оба двигателя, винт, водо- и маслорадиаторы. Убрать кислотный бак вместе с его опасной жидкостью и взамен всего этого хозяйства поставить один ТРД. В результате скорость оказалась бы не меньше, а самолет на полтонны легче.
Целую неделю я пытался мысленно пристроить этот ТРД к Як-3. Очутившись на аэродроме по случаю консервации Як-3, снова и снова перебираю возможные места, куда бы приткнуть этот неподатливый ТРД, как вдруг, словно молния, мелькнула мысль: впереди с наклоном!
Ну, конечно, как это я сразу не догадался? Это же так просто: снимаем поршневой мотор вместе с винтом, его место занимает Jumo с таким наклоном, чтобы реактивная струя уходила назад под фюзеляж и крыло. Тогда и центровка самолета не нарушится, и напор воздуха в ТРД будет обеспечен. Обзор из кабины пилота даже улучшится, да и аварийное покидание машины останется точно таким же, как сейчас.
Через три дня Яковлеву предъявили общий вид самолета. Это была коренная модификация серийного Як-3».
Справедливости ради следует сказать, что после поступления информации о двигателе ЮМО-004 в ОКБ в бригаде общих видов проработали несколько вариантов реактивного истребителя, даже со стреловидным крылом. Но победила идея Адлера, поскольку такие экзотические схемы истребителя, как «утка», «бесхвостка» со стреловидным крылом, требовали более длительных исследований, а самолет требовался сегодня.
«Испытывая некоторую тревогу, — продолжал Адлер, — по поводу постройки будущего Як-15 из-за оригинальной схемы, Яковлев не удержался от соблазна и поделился с А. И. Микояном своими планами, не подозревая в нем опасного конкурента.
Первый опытный реактивный Як-РД с ТРД Jumo-004[4] построили в октябре 1945-го, запланировав до конца года начать его летные испытания. Цельнометаллический Як-15 заимствовал с Як-3 с мотором ВК-107А без изменений фюзеляжную ферму, начиная с пятой рамы, но с усиленными трубами верхних лонжеронов.
Крыло от Як-3, но с доработанной центральной частью переднего лонжерона, выполненной в виде арки и усиленных корневой нервюры, носков первых нервюр и обшивки купольных частей, предназначенных для уборки шасси. Укоротили посадочные щитки, а площадь вертикального оперения увеличили на 0,41 м2, доведя ее до 1,82 м2, увеличилась и длина самолета на 1,24 метра. Полотняную обшивку руля высоты заменили дюралевой. У новой машины были и другие более мелкие, хотя и не менее важные отличия.
При первых же наземных испытаниях силовой установки выявился серьезный дефект — перегрев нижней части фюзеляжа от выхлопной струи двигателя. Эффект Коанда на этот раз не только «прилепил» горячую выхлопную струю двигателя к фюзеляжу, но и, вопреки мнению разработчиков, усилил ее температурное влияние. Потребовалась доработка, связанная с установкой теплозащиты, и до пробежек тогда дело не дошло. В итоге отработка Як-15 сильно затянулась.
В декабре того же года построили вторую машину, внешне отличавшуюся увеличенным стабилизатором. После пробежек на Центральном аэродроме Як-15 (такое обозначение самолет получил несколько позже) отправили в ЦАГИ для испытаний в натурной аэродинамической трубе Т-101».
Вариант Як-ЮМО с высокорасположенным вертикальным оперением.
Общий вид самолета Як-ЮМО без вооружения.
Это воспоминания. А что говорят по этому поводу документы?
Первым в СССР (1943 год) реданную схему самолета предложил М. И. Гудков, проработав вариант истребителя ЛаГГ-3 под пока еще виртуальный ТРД А. М. Люльки. Но, как говорилось выше, из-за отсутствия последнего он так и остался на бумаге. Это очень важный момент, о котором заместитель наркома по опытному самолетостроению А. С. Яковлев не мог не знать, но отсутствие двигателя и более важные текущие дела, видимо, тогда не позволили Александру Сергеевичу акцентировать внимание на этом вопросе.
Установка двигателя РД-10 на самолете Як-15.
Сложность переделки Як-3 в реактивный заключалась в том, что при замене силовой установки с поршневым двигателем ВК-107А весом 760 кг (без винта ВИШ-107) более легким Jumo-004 (745 кг), переводе топливной системы с бензина на керосин, причем с дополнительным бензобаком для карбюраторного пускового двигателя и розжига камеры сгорания ТРД, требовалось сохранить прежний диапазон центровок машины. Тем не менее эту задачу удалось довольно быстро решить.
Советский аналог ЮМО-004 получил обозначение РД-10.
Первый прототип Як-15 без вооружения. Декабрь 1945 г.
Согласно расчетам, максимальная скорость реактивного «яка» при полетном весе 2540 кг ожидалась у земли — 725 км/ч, а на высоте 8500 метров — 800 км/ч. Время подъема на высоту 5000 метров — 4,8 минуты. Его вооружение включало две пушки НС-23 с боезапасом по 60 патронов на ствол. Для конца 1940-х самолет был явно слабоват, зато казалось, что сделать его и поднять в воздух можно довольно быстро.
1 декабря 1945 года комиссия под председательством начальника ОТК завода № 115 Н. А. Козлова, рассмотрев материалы по самолету Як-ЮМО, установила, что он построен в соответствии с чертежами и может быть передан на аэродром для проведения заводских летных испытаний. Спустя девять дней был составлен акт о том, что Як-ЮМО с 5 по 10 декабря 1945 года проходил наземные испытания. При этом были выполнены четыре рулежки с поднятым хвостом, что позволяло приступить к летным испытаниям. Но главный конструктор осторожничал.
Чтобы убедиться в правильности принятых технических решений, машину отправили в натурную аэродинамическую трубу ЦАГИ Т-101.
С 4 марта по 12 апреля 1946 года машину готовили к первому вылету. 23 апреля на Як-15 установили новый, проверенный в ЦИАМе двигатель, и на следующий день летчик-испытатель М. И. Иванов выполнил первый на нем полет.
«В день, назначенный для первого полета, Як-15, — рассказывал Адлер, — стоял в полной готовности на аэродроме ЛИИ с самого утра, но с командного пункта сообщили: в первой половине дня действует запрет на полеты в связи с крупномасштабными тренировочными полетами авиационных соединений, занятых подготовкой к первомайскому параду. Вынуждены ждать.
Между тем, пока мы всю зиму проторчали в ЦАГИ, Микоян ускоренно строил МиГ-9. Ревниво следя за нашими экспериментами, ему удалось получить заключение ЦАГИ, базирующееся на результатах продувок Як-15 аналогичной реданной схемы. Таким образом, МиГ-9 догнал Як-15 и теперь, так же как и мы, ожидал разрешения на первый вылет.
Когда же Артем Иванович узнал о запрете, он лично позвонил командующему авиацией Московского военного округа и попросил разрешить ему, в виде исключения, произвести первый вылет МиГа.
К нашему удивлению, МиГ-9, стоявший неподалеку, зашумел турбинами и спокойно порулил на старт. Пробежав немного, легко оторвался, сделал пару кругов и, победоносно шумя, подрулил на свою стоянку. Спустя пару часов наш Як-15 под управлением Михаила Иванова сделал то же самое, но история уже свершилась! МиГ был первым».
Як-15 имел уникальный шанс стать ПЕРВЫМ отечественным реактивным истребителем, но осторожность Александра Сергеевича привела к затягиванию процесса подготовки машины к первому вылету, уступив приоритет «мигу».
Как следует из «Акта о проведении заводских испытаний самолета Як-ЮМО с воздушно-реактивным двигателем РД-10», утвержденного Яковлевым 25 июня 1946 года, «самолет <…> проходил заводские летные испытания с 9 апреля по 22 июня 1946 года.
За время испытаний проведено 19 полетов общей продолжительностью 6 часов 34 минуты.
Продолжительность работы двигателя на земле во время опробования, рулежек и подлетов — 2 часа 21 минута…»
В результате заводских испытаний были получены следующие данные при 8700 об/мин двигателя: максимальная скорость у земли — 770 км/ч, а на высоте 5000 метров — 800 км/ч, эту высоту самолет набирал за 4,1 минуты, потолок достигал 13 700 метров. Разбег и пробег составили 520 и 480 метров соответственно, продолжительность полета — 45 минут. Следует учесть, что на высотах более 6000 метров двигатель не додавал обороты, и практический потолок получили пересчетом на 8700 оборотов в минуту.
Кроме этого, было проверено поведение самолета при выполнении виражей и боевых разворотов.
В августе летчик-испытатель ОКБ М. И. Иванов продемонстрировал истребитель на воздушном параде в Тушине.
Як-15 опытной серии без вооружения и радиооборудования.
Носовая часть Як-15 без вооружения со снятыми капотами.
Летчик-испытатель ОКБ-115 М. Иванов.
Первые серийные машины, предназначенные для участия в параде, посвященном очередной годовщине Октябрьской революции, выпускались без оружия и бронезащиты, с верхним фюзеляжным керосиновым баком полного объема (на боевых самолетах из-за установки пушек емкость верхнего бака существенно уменьшилась) и неполным комплектом радиооборудования. Впоследствии эти машины использовались для тренировки летного состава при переходе от винтовых к реактивным истребителям.
Завод в Тбилиси самолеты строил, но испытывать их, а тем более заниматься переучиванием летчиков на Як-15 не мог из-за полной непригодности ВПП его аэродрома. Единственное, что дополнительно сделали в Тбилиси, так это статические испытания агрегатов самолета, показавших, что они соответствуют нормам прочности 1943 года.
Поскольку крыло у Як-15 было неразъемное, то самолеты отправляли заказчику в подмосковный г. Жуковский на аэродром ЛИИ железнодорожным транспортом в разобранном виде. Там их собирали и облетывали.
Кабина пилота Як-15 без вооружения и прицела.
Полтора десятка «яков» подготовили к ноябрьскому параду. Пилоты уже сидели в кабинах, но поступила команда «отбой». Москву окутал туман.
В декабре 1946 года две машины № 31002 и № 31015 предъявили на государственные испытания в качестве тренировочных истребителей с одной пушкой НС-23, завершившиеся в апреле 1947 года. Ведущим инженером и летчиком-испытателем назначили Г. А. Седова, его дублером — А. Г. Прошакова.
Особенностью этих машин было то, что их двигатели были собраны на заводе № 26 из деталей ЮМО-004В-1.
У военных вызывал сомнение прежде всего двигатель РД-10, собиравшийся из трофейных немецких узлов и отличавшийся низкой надежностью; кроме этого, отсутствовали катапультируемое сиденье летчика и воздушные тормоза.
Единственный дошедший до наших дней истребитель Як-15 с бортовым номером 37. Видимо, это машина первой опытной серии, доработанная под установку вооружения.
И все же по технике пилотирования Як-15 являлся наиболее простым из всех отечественных реактивных истребителей и был доступен для освоения летчикам средней квалификации. Правда, по запасам продольной устойчивости и управляемости он не удовлетворял требованиям ВВС, поскольку оказался неустойчив в канале тангажа, а усилия на руле высоты значительно менялись в зависимости от режима работы двигателя, что связано с использованием реданной схемы.
Вместе с тем Як-15, построенный по концепции дозвуковой машины с толстым крылом, имел значительные ограничения, не позволявшие реализовать все возможности ТРД. В частности, на высотах до 3150 метров запрещалось по условиям прочности планера развивать скорость свыше 700 км/ч по прибору, на больших высотах скорость ограничивалась числом М=0,68.
На самолетах стояли двигатели РД-10, собранные на заводе № 26 из деталей Jumo-004В-1 немецкого производства. Несмотря на тщательный контроль при сборке, ТРД нарабатывали в лучшем случае около 16 часов при ресурсе 25 часов. За время государственных испытаний на истребителях заменили три двигателя. Неудовлетворительная их работа, к тому же ограниченная десятью минутами на номинальном режиме, не позволяла определить летные характеристики во всем диапазоне высот полета. Непрерывный набор высоты на режиме максимальной скороподъемности допускался лишь до высоты 8370 метров, а ее максимальное значение не превышало 10 км, хотя по расчетам в запасе имелось около 3000 метров.
Очень неудобным в эксплуатации оказалось шасси с хвостовым колесом, приводившее к вибрации руля поворота и повреждению камнями рулей высоты при пробе двигателя. Газовая струя разрушала поверхность аэродрома, а при длительной рулежке по заснеженному полю приводила к обледенению нижней обшивки горизонтального оперения.
Все это требовало доработок. Заказчик пожелал установить новое шасси с носовым колесом и переделать горизонтальное оперение (впоследствии доработали вторую серийную машину), а для надежной работы двигателя при отрицательных перегрузках установить специальные топливные баки. Для увеличения дальности радиосвязи в НИИ ВВС однолучевую антенну заменили двухлучевой.
Несмотря на недостатки, в заключении акта по результатам государственных испытаний, утвержденного в мае 1947 года, отмечалось:
«Самолет Як-15, как имеющий пилотажные качества, близкие к серийному самолету Як-3, находящемуся на вооружении, удовлетворяет требованиям ВВС, предъявляемым к тренировочному реактивному истребителю…
Ввиду исключительно малой дальности полета — 300 км на наивыгоднейшем режиме на высоте 1000 м одиночного самолета[5] до полного выгорания топлива доведение самолета до боевого состояния нецелесообразно, так как в этом случае ухудшаются его пилотажные качества, вследствие <…> значительного увеличения полетного веса за счет горючего для достижения дальности полета 800–900 км, необходимой для боевого самолета.
Считать необходимым, в силу простоты конструкции, малой тяги двигателя РД-10 и простоты пилотирования, <…> Як-15 модифицировать в учебно-тренировочный с двойным управлением и трехколесным шасси…»
В то же время выполнение фигур высшего пилотажа на Як-15 считалось проблематичным. Поэтому одновременно с государственными испытаниями на опытном Як-15 № 31009 (с вооружением и радиополукомпасом) с 25 февраля по 10 апреля 1947 года (летчик П. М. Стефановский, ведущий инженер Н. А. Патаракин) проводились специальные летные исследования пилотажных качеств, оказавшихся близкими к Як-3. Например, вираж на высоте 5000 метров самолет выполнял за 26 секунд (у Як-3 с мотором М-107А — 20 секунд). Время выполнения боевого разворота — 24 секунды (у Як-3 с мотором М-105ПФ — 20–22 секунды), при этом Як-15 набирал 1660, а Як-3 с М-107А — 1400 метров.
В итоге военные испытатели разрешили на Як-15 выполнять фигуры высшего пилотажа, но без отрицательных перегрузок. Одновременно обязали А. С. Яковлева обеспечить нормальное питание двигателя при отрицательных перегрузках в течение 15 секунд.
Различные испытания Як-15 проводились довольно долго; например, в марте 1948 года Л. М. Кувшинов (ведущий инженер В. П. Белодеденко) на самолете № 31079 (бортовой № 89) провел испытания по аварийному сбросу подвижной части фонаря кабины пилота.
Полковник П. С. Акуленко у самолета Як-15 с демонтированным вооружением.
Як-15 № 31015 в учебно-тренировочном варианте с одной пушкой НС-23 на государственный испытаниях.
Серийный Як-15 во время испытаний аварийного сброса фонаря кабины летчика.
Согласно декабрьскому 1946 года постановлению правительства и последовавшему за ним приказу МАП промышленности предписывалось изготовить и передать ВВС 50 истребителей Як-15. Из них 25 — в боевом варианте и 25 — в тренировочном, с сокращенным вооружением и двойным управлением. Однако для МАП этот заказ оказался не по плечу, и в январе 1947 года заместитель министра авиационной промышленности П. В. Дементьев обратился к главному инженеру ВВС И. В. Маркову с просьбой о выпуске самолетов без вооружения и с сокращенным составом оборудования. В своем обращении он писал:
«Изготовляемые заводом № 31 65 <…> Як-15 с РД-10 для участия в первомайском параде считаю необходимым выпустить в полном соответствии с самолетами <…>, изготовленными к параду 7 ноября 1946 г., т. е. без оружия и бронезащиты, с верхним керосиновым баком полного объема <…>, с установкой радиоприемника и радиопередатчика, но без радиополукомпаса РПКО-10М…
Пушки НС-23К и РПКО-10М государственных испытаний не прошли и в серийном производстве не изготавливаются. На этих самолетах будут устранены все дефекты, выявленные в процессе подготовки их к параду 7 ноября, согласно утвержденной Вами ведомости.
После сдачи 65 самолетов <…> в указанном виде завод № 31 будет выпускать самолеты с оружием, бронезащитой и радиополукомпасом с плоской рамкой».
Общий вид истребителя Як-15 с вооружением из двух пушек НС-23.
1 мая 1947 года над Красной площадью пролетели 100 реактивных истребителей (по 50 Як-15 и МиГ-9).
Ведущим первой пятерки, а фактически и всей колонны реактивных самолетов был начальник КУМАЦу (Краснознаменный учебно-методический авиационный центр) подполковник П. С. Акуленко. Парад прошел успешно, и 16 мая 1947 года за освоение новой реактивной техники он в числе многих авиаторов был удостоен правительственной награды.
Под руководством Акуленко в центре на Як-15 и МиГ-9 прошло обучение свыше 200 летчиков ВВС. В то время на Як-15 разрешалось выполнять только виражи и перевороты через крыло. Фигуры высшего пилотажа были официально запрещены. Несмотря на это, Прокопий Семенович без согласования с вышестоящим начальством одним из первых в ВВС выполнил на Як-15 весь комплекс фигур высшего пилотажа.
Кто летал на реактивных «яках» в строевых частях, пока установить не удалось, но известно, что одним из первых Як-15 освоил личный состав 139-го гвардейского иап (аэродром Кобрин) 303-й иад. Осенью 1948 года полк включили в состав 106-й иад ПВО и после окончания строительства металлической полосы перевели в Хотилово, перевооружив на МиГ-9.
Серийное производство Як-15 завершилось в 1947 году выпуском 280 машин. Полноценные двухпушечные истребители можно было встретить на аэродромах не только в Советском Союзе, но и в Венгрии (2-я ВА), Польше (4-я ВА), Маньчжурии (9-я ВА), Германии (16-я ВА) и Румынии (17-я ВА).
К числу наиболее распространенных дефектов самолета, выявившихся в ходе эксплуатации, относились разрушение рессор амортизации хвостового колеса, течь гидравлической смеси через уплотнительные манжеты амортизационных стоек шасси, а также преждевременный износ и обрыв отдельных нитей тросов управления рулем поворота. Случались и летные происшествия. Например, в сентябре 1947 года в Сейме (Горьковская обл.) разбился Як-15 № 310016. Как показало расследование, рассоединилась проводка управления рулем высоты. Впрочем, техника есть техника.
В 1950 году в ЛИИ один самолет оборудовали аппаратурой дозаправки топливом в полете от бомбардировщика Ту-2 по схеме «с крыла на крыло», и хотя до перелива горючего дело не дошло, имитация этого процесса в полете продемонстрировала возможность дозаправки истребителей в воздухе.
Як-15 стал первым реактивным самолетом, поступившим на вооружение отечественной авиации, и на нем впервые в Советском Союзе освоили индивидуальный и групповой высший пилотаж.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.