Про истребители Яковлева из первых рук. Як-1

«Первые руки» – в данном случае означает от человека, принимавшего непосредственное участие в испытаниях и доработках истребителей Яковлева. Итак, источник - А.Т.Степанец, его книга Истребители ЯК периода Великой Отечественной войны, М., Машиностроение, 1992.

Теперь о наиболее существенных особенностях яковлевских истребителей, мало освещённых в широкой прессе. Не обещаю комплексного (ага, чисто мнимого%) ) системного анализа, но поделюсь той информацией, имеющейся в книге Степанца, которая меня удивила. Сразу замечу, в основном эта информация мало способствует росту гордости за родной авиапром, но из песни слова не выкинешь

Сперва о взлётном весе истребителя Як-1, считающимся лучшим советским истребителем начала войны. В том числе по причине лёгкости его конструкции. Что пишет по этому поводу Степанец?

«Полетные массы серийных Як-1 ранних выпусков, в том числе NN 02-18, 04-06, 05-11 составляли в среднем 2844...2995 кг, т.е. на 144...295 кг больше, чем у И-26-2…..

Полетная масса самолетов более позднего выпуска, например, N20-29, по сравнению с N05-11 увеличилась на 104 кг, а по сравнению с И-26-2 - на 251 кг и достигла самого большого для всех серийных самолетов Як-1 значения - 2950 кг. [ЦАМО, ф. HИИ ВВС, оп. 485655, д. 472; оп. 485623, д. 83.]….

Увеличение полетной массы при этом происходило в основном за счет установки радиостанции (51 кг), средств ночной посадки (7 кг), кронштейнов для крепления РО-82 (9 кг), изменений в ВМГ (14 кг) и планере самолета (20 кг)…

В результате введения строжайшего контроля массы в производстве и настойчивого осуществления специальных мер, предусматривавших щедрое вознаграждение конструкторов и производственников буквально за каждый грамм облегчения отдельных деталей и узлов, полетная масса примерно с 29-й серии была снижена и стабилизировалась на характерном для серийных Як-1 М-105П уровне 2917 кг.»

Прервёмся ненадолго и попробуем понять – много эти или мало, хорошо или плохо. По сравнению с современными ему советскими истребителями – довольно прилично. Если взять МиГ-3, массовое производство которого была завершено в октябре 1941, после чего он до февраля 1943 выпускался мелкосерийно, всего 88 штук, то типичная взлётная масса МиГ-3 массовой постройки составляла 3299 кг. ЛаГГ-3 довоенных 1-3 серий весил 3346 кг, первые военные серии 4-7 – 3280 кг. С учётом того, что мотор на Як-1 и на ЛаГГ-3 стоял один и тот же, лётчикам ЛаГГ-3 по первому впечатлению можно было бы посочувствовать.

Если сравнить взлётную массу Як-1 (мотор М-105П) уже с современными ему истребителями противника, то картинка складывается следующая.

Мессершмит Bf109F-2, пошедший в массовую серию в марте 1941, весил 2800 кг. Мессершмит Bf109F-4, появившийся на восточном фронте в конце 1941, весил 2935 кг. Правда, моторы у них отличались соответственно - Bf109F-2 имел мотор взлётной мощностью 1215 л.с и 1085 л.с на высоте 4000 м, мотор Bf109F-4 имел взлётную мощность 1350 л.с. и номинальную на высоте 5100 м – 1200 л.с.

Истребители Як-1 до июня 1942, напомню, имели мотор М-105ПА взлётной мощностью 1100 л.с. и 1050 л.с. на высоте 4000 м.

Если сравнить энерговооружённость Як-1 с М-105ПА с таковой на высоте 4000 м у современного ему довоенного Bf109F-2, то становится понятно, что великих преимуществ ЯК-1 не имел – 1050 л.с. при наименьшем весе 2844 кг против немецких 1085 л.с. при массе 2800 кг. Понятно, что сравнение «среднего» Яка массой 2917 кг с тем же Bf109F-2 даёт ещё меньше оснований для оптимизма.

Посмотрим же на другие характеристики Як-1.

«Максимальная горизонтальная скорость серийных Як-1 М-105 ПА составляла: у земли 471...473 км/ч, т.е. меньше, чем у И-26-2 на 17...19 км/ч, на 2-й границе высотности 4860 м 560...573 км/ч (меньше на 19...25 км/ч). Это объяснялось ухудшением аэродинамики как из-за недостаточно высокого качества изготовления самолета (плохой подгонки зализов, лючков и люков, щитков, капотов двигателя, плохой отделки поверхности и др.), так отчасти и конструктивных изменений (увеличения "лба" маслорадиатора, обводов капота и всасывающего патрубка; установки неубирающегося хвостового колеса из-за случаев самопроизвольного складывания убирающегося колеса; неполного закрытия отверстия в куполе для уборки основных колес; установки кронштейнов для подвески РО-82, мачты и антенны радиостанции; снятия щитков шасси у куполов крыла и др.)»

Надо полагать, что скорость 573 км/ч достигалась без кронштейнов для подвески РО-82 и улов подвески бомб.

Сравнивая скорость Як-1 М-105 ПА всё с тем же довоенным Bf109F-2 мы видим, что преимуществ в скорости Як-1 также не имел. В самом деле, его 471...473 км/ч у земли против 502 км/ч и 560...573 км/ч у Як-1 против 580 км/ч на высоте 5000 м и 600 км/ч на высоте 6000 м у Bf109F-2 как-то не внушают. Предвижу вопрос от людей, наслышанных про испытания Bf109F-2 в апреле 1942 в НИИ ВВС, но не буду торопиться, всё ещё впереди. А нам осталось сравнить Як-1 с Bf109F-4, ибо они на восточном фронте тоже летали, а слова из песни, как известно, не выкинешь. Этот аппарат имел перед Як-1 ещё более явное преимущество в скорости, ибо на высоте 6000 м имел скорость 610 км/ч.

Меня спросят – а как же Мессершмиты у Bf109E? Их на начало войны было больше, чем Bf109F. Да, было. Но производство варианта Bf109E-4 было прекращено в августе 1940, он считался уже устаревшим, его сменил Bf109E-7 с таким же мотором, как у Bf109F-2. Bf109E-4 с осени 1940 выпускался только в бомбардировочной модификации и поступал на вооружение только штурмовых частей люфтваффе.

Теперь про свет в конце тоннеля для Як-1, в виде установки мотора М-105ПФ. Снова цитат из Степанца:

«С июня 1942 р. на серийных самолетах Як-1 двигатель М-105ПА был заменен на более мощный, но менее высотный М-105ПФ»

Мощность мотора у земли составляла 1210 л.с., на высоте 700 м – 1260 л.с., на высоте 2700 м – 1180 л.с. По части высотности мотор явно не добирал.

«Произведенные изменения не оказали сколько-нибудь существенного влияния на полетную массу самолета, которая оставалась на характерном для серийных Як-1 последних выпусков уровне около 2885 кг.

По сравнению с серийным Як-1 М-105ПА произошли следующие изменения.

Максимальная скорость увеличилась: у земли - на 27 км/ч, на высоте 5000 м - на 7 км/ч. Относительно малый прирост максимальной скорости с подъемом на высоту объясняется снижением границ высотности.

Время набора высоты 5000 м уменьшилось примерно на 0,8 мин, время выполнения виража на высоте 1000 м - на 0,5 с, набор высоты за боевой разворот с начальной высоты 1000 м увеличился на 150 м, длина разбега при взлете уменьшилась на 45 м.

Практический потолок, а также дальность и продолжительность полета на сходных режимах остались практически без изменений.

Температурный режим ВМГ, несмотря на переделку системы охлаждения двигателя, ухудшился.

В связи с этим для двигателя М-105ПФ в эксплуатации были установлены следующие числа оборотов: на наборе высоты 2600 об/мин; в горизонтальном полете на максимальной скорости на 1-й скорости ПЦH (приводного центробежного нагнетателя) до высоты переключения скоростей нагнетателя - 2550 об/мин, на 2-й скорости ПЦH выше высоты переключения скоростей нагнетателя - 2700 об/мин.

В этом случае температурный режим двигателя находился в пределах нормы, но летные характеристики, особенно максимальная скорость, были несколько ниже тех, которые самолет имел при номинальном значении числа оборотов двигателя (n = 2700 об/мин).»

А дальше самое интересное. Как говорится, следите за пальцем:

«Установка на Як-1 двигателя М-105ПФ позволила ликвидировать превосходство в скорости немецкого истребителя Me-109F на малых и средних высотах.

Учебно-испытательные воздушные бои Як-1 М-105ПФ с Me-109F, проведенные в HИИ ВВС, показали следующее [ЦАМО, ф. HИИ ВВС, оп. 395.].

Hа высоте 1000 м Me-109F имел незначительное преимущество по вертикальному и горизонтальному маневрам, поэтому если атака не была неожиданной для летчика, то Me-109F мог зайти в хвост Як-1 только после 4...5 виражей. Выход Як-1 из этого положения был возможен только при уходе в облака или при поддержке другим самолетом. Hа высоте 1000 м в бою на Як-1 против Me-109F наиболее целесообразны лобовые атаки с использованием всей мощи огня.

Hа высоте 3000 м Як-1 М-105ПФ и Me-109F оказывались в равных условиях. Практически воздушный бой сводился к лобовым атакам. Для Як-1 было выгоднее вести воздушный бой боевыми разворотами, затягивая Me-109F на высоты выше 3000 м.

Hа высоте 5000 м Як-1 М-105ПФ имел явное преимущество как по максимальной скорости, так и по горизонтальной и вертикальной маневренности.

Як-1 свободно догонял Me-109F, навязывая ему воздушный бой. Me-109F не мог занять выгодной позиции для атаки и вынужден был выходить из боя уходом вниз на меньшие высоты.»

Здесь я поднимаю вверх палец и продолжаю цитировать:

«К сказанному следует отнестись критически, так как при испытании Me-109F в HИИ ВВС на высотах свыше 2750 м система нагнетания двигателя DB-601N1 не обеспечивала нормальное давление наддува. К сожалению, в то время этого не знали. По некоторым литературным источникам и расчетам К.К.Косминкова, высотность двигателя DB-601N1 составляла примерно 4000 м, а максимальная скорость Me-109F на высоте 5800...6000 м 590...600 км/ч. Это обстоятельство необходимо учитывать и для Як-7Б М-105ПФ.»

То есть, как мы видим, Як-1 с надимедроленным мотором наконец-то возобладал…, да правильно, - над сломанным Bf109F-2, ибо мотор DB-601N1 имела именно эта модификация Мессершмита 109. Над последней модификацией Me-109F 1940 года выпуска. Грустно, коллеги. Казалось бы - вот оно, счастье. Ан не, опять опыт. Ну не везло нашей авиации на моторы. Поясню дальше, снова слово Степанцу:

«Установка на Як-1 более мощного двигателя имела не только положительные, но и некоторые отрицательные последствия:

усилилась тенденция самолета к подъему хвоста, что требовало приложения больших усилий для его удержания при пробе двигателя на земле и большей осмотрительности при использовании тормозов на рулежке и на пробеге после посадки.

Дефект серийных Як-1 М-105ПА - выбивание масла из двигателя, хотя и в меньшей степени, но остался и на Як-1 М-105ПФ.»

А теперь подробнее:

«В апреле 1942 г. бригада московского моторного завода и HИИ ВВС во главе с военинженером 3-го ранга Б.К.Hикитиным, будучи в командировке в 236 иап ВВС Западного фронта (командир П.А.Антонец), по собственной инициативе перевела семь самолетов Як-1 М-105ПА на пробную эксплуатацию с повышенным до 1050 мм рт.ст. давлением наддува. Это существенно улучшило летные характеристики. Летный состав полка охотно летал на этих самолетах.

Перед ВВС открывалась перспектива немедленного повышения боевых качеств всех находившихся в эксплуатации самолетов Як-1 простыми и быстро осуществимыми средствами.

Важно было то, что перевод на повышенное давление наддува не требовал, как казалось, никаких переделок двигателя М-105ПА и мог быть произведен в действующих частях силами техсостава без отрыва самолета от боевой работы [При серийном выпуске двигателей М-105ПФ потребовались некоторые переделки (усиление поршневых пальцев, увеличение диаметра отверстий всасывающих воздушных жиклеров карбюраторов с 0.25 до 1,1 мм, переделка системы охлаждения).].

Однако в первых же полетах было обнаружено следующее. Горизонтальный полет при номинальном числе оборотов двигателя на максимальной скорости при температуре наружного воздуха у земли 18...23°С при заслонках радиаторов, установленных в положение "по потоку", был возможен лишь в течение двух минут, после чего температуры воды и масла превышали предельно допустимые значения. Hепрерывный набор высоты с форсированным двигателем даже при полностью открытых заслонках радиаторов был невозможен. Hеобходимо было делать "площадки" через каждые 2500...3000 м для установления нормального температурного режима двигателя.

Росту температур воды и масла способствовало загрязнение сот радиаторов маслом, выбрасываемым из суфлера и из соединений двигателя. Забрызгивание прозрачной части фонаря затрудняло ведение прицельного огня, являлось одной из причин, вынуждавшей летчиков открывать фонарь в полете, что приводило к уменьшению максимальной скорости на 15 км/ч.»

Скажем прямо – не айс. Но то были фактически самопальные, на коленке, переделки. Как же дело обстояло с «казёнными» новинками? А вот так:

«По указанию командующего ВВС из 236 иап в HИИ ВВС были перегнаны на испытания два самолета Як-1 NN15-49 и 16-43.

Испытаниями было установлено, что при использовании номинального числа оборотов двигателя и установке заслонок радиаторов в горизонтальном полете - в положение "по потоку" и при наборе высоты - в положение "полностью открыты" за счет повышения давления наддува двигателя максимальная горизонтальная скорость повышалась на 20...25 км/ч, время набора высоты 5000 м уменьшалось с 7,0 до 6,0 мин, время выполнения виража на высоте 1000 м - с 20...20,5 до 19,0 с, набор высоты за боевой разворот с начальной высоты 1000 м увеличивался с 800 до 900 м, длина разбега сокращалась с 350 до 280 м, вертикальная скорость у земли увеличивалась с 12,2 до 15,5 м/с, границы высотности самолета понижались: 1-я - с 2250 до 1500 м и 2-я с 4500 до 3500 м.

Для сохранения температур воды и масла в допустимых пределах необходимо было уменьшать число оборотов двигателя с 2700 до 2400...2550 об/мин, что практически сводило на нет выигрыш в максимальной скорости и других данных, получаемый за счет повышения давления наддува»

Но вообще-то после лета 1942 наступила осень, и на восточном фронте появились Me-109G-2. Снова слово Степанцу:

«Летом и осенью 1942 г. в период Сталинградской битвы сложилась весьма напряженная обстановка, вызванная появлением у немцев новых истребителей Me-109F-4 и Me-109G-2 с более мощными и высотными двигателями, которые обеспечивали им значительное преимущество в воздушном бою.

13 октября 1942 г. в докладе начальника одного из главных управлений HКАП С.H.Шишкина наркому А.И. Шахурину о самолете Me-109G-2 и установленном на нем двигателе DB-605A1, который являлся глубокой модификацией DB-601, отмечалось, что мощность этого двигателя по сравнению с DB-601 увеличена на 200 л.с., т.е. номинальная мощность равна 1400 л.с. на высоте 5000...6000 м… Взлетная мощность равна примерно 1600 л.с. Лопасти винта шире на 50 мм. Основные части самолета остались без изменения.

Таким образом, по максимальной скорости Me-109G-2 несколько превосходил наши истребитель. 3начительно большее преимущество этот самолет имел перед нашими истребителями по скороподъемности и, следовательно, по маневру из-за избытка мощности, особенно с учетом трехминутного форсажа.»

В общем, недолгим было счастье Як-1, не говоря уже о том, что оно было призрачным. Заслуживают внимание об отнесении появления Bf 109F-4 на восточном фронте на лето осень 1942. В JG54 – той самой, да – они были уже в марте 1942. В I группе JG53 – тоже, как и II группа JG77. Правда, последняя отсутствовала на восточном фронте с середины марта по начало мая 1942 и покинула его в ноябре 1942. III группа JG51 частично перевооружилась на Bf 109F-4 к июню 1942. Но продолжим про эволюцию Як-1.

«В сентябре-октябре 1943 г. в ЛИИ проходил испытания модифицированный Як-1 N23-148 [ЦАМО, ф. HИИ ВВС, оп. 485690, д. 58.]. Испытывал самолет известный летчик-испытатель ЛИИ Герой Советского Союза М.Л. Галлай.

По данным ЛИИ [ЦАМО, ф. HИИ ВВС, оп. 128661, д. 63.], в 1943 г. средние значения летных характеристик серийных Як-1 составляли:

Максимальная горизонтальная скорость, км/ч

у земли .................................   531 +6/-4

на 1-й границе высотности   .............   568 +3/-4

на 2-й границе высотности   .............   592 +3/-6

Границы высотности, м

1-я. .................................... 1700 +175/-225

2-я   ................................... 4100 +60/-250

Прирост высотности, м

на 1-й границе высотности ...............     1200

на 2-й границе высотности ...............     1400

Время набора высоты 5000 м, мин .............   5,6 +/-0,5

Як-1 М-105ПФ с улучшенной аэродинамикой N 46-139 [ЦАМО, ф. HИИ ВВС, оп, 485587, д, 81.] по скорости превосходил пятиточечный (т.е. с пятью стрелковыми установками) Me-109G-2 в диапазоне высот от земли до высоты 5200 м на 35 км/ч, но в интервале высот 2750...3250 м уступал на 5 км/ч.

Что касается трехточечного Me-109G-2, то Як-1 по скорости превосходил его в диапазонах высот от земли до 2000 м на 15 км/ч, 3900...4200 м - на 5,0 км/ч, на остальных же высотах уступал ему, причем на высотах 7000 м и выше разница в скорости достигала 96 км/ч.

По маневренности (особенно горизонтальной) Як-1 М-105ПФ с улучшенной аэродинамикой превосходил трехточечный Me-109G2 на малых высотах, на высоте 5000 м это превосходство сильно снижалось, а на высоте 8000 м переходило к Me-109G-2.

Виражи Як-1 выполнял за меньшее время, чем пятиточечный Me-109G-2, который имел тяжелое управление и при перетягивании ручки сваливался в штопор.

Як-1 с улучшенной аэродинамикой находился в производстве с декабря 1942 г. (со 111-й серии) до конца выпуска серийных Як-1, т.е. до июля 1944 г. (по 192-ю серию); всего был выпущен 4461 такой самолет.»

Вот здесь мне видится некоторое - ну, скажем, противоречие во фразах Степанца:

1. По маневренности (особенно горизонтальной) Як-1 М-105ПФ с улучшенной аэродинамикой превосходил трехточечный Me-109G2

2. Виражи Як-1 выполнял за меньшее время, чем пятиточечный Me-109G-2.

Горизонтальная маневренность – это и есть виражи. Понятно, что пятиточечный Me-109G-2 был на пару центнеров тяжелее трёхточеного, но Як-1 с улучшенной аэродинамикой вроде как превосходил на виражах обоих. Такое впечатление, что здесь Степанец лукавит – его выражение «По маневренности (особенно горизонтальной) Як-1 М-105ПФ с улучшенной аэродинамикой превосходил трехточечный Me-109G2» должно на деле означать: «По горизонтальной маневренности Як-1 М-105ПФ с улучшенной аэродинамикой превосходил трехточечный Me-109G2, а по вертикальной – по крайней мере, не превосходил». Ибо, как писал сам Степанец: "3начительно большее преимущество этот самолет имел перед нашими истребителями по скороподъемности". Тогда всё встаёт на свои места. Опять же, непонятно, каким образом наши лётчики собирались воспользоваться этим самым преимуществом в горизонтальной манёвренности, если немцы старались в бои на горизонталях не ввязываться, чтобы не давать своим противникам тактических преимуществ. Между прочим, именно в этом же самом заключалась новаторская истребительная тактика Покрышкина – «Кобра» была тяжеловата для маневренного боя, но за счёт совершенной аэродинамики быстро разгонялась на пикировании, и не случайно в его описаниях воздушных боёв часто встречается «проскочили, разворачиваемся». Кстати, в табличке с данными по времени набора высоты 5 км для последней модификации Як-1 Степанец дал довольно молодецкий допуск - +/-0,5 мин. Это при том, что допуск на макс. скорость у него получился на уровне 1%. А тут вдруг вышло 9 % - на скороподъёмность. Если кто забыл, уже Bf 109F-4 при наборе высоты 5 км укладывался во время 5,3 мин, так что про превосходство Як-1 перед Me-109G2 можно уже не вспоминать – его просто не было. Для справки – на высотной модификации Me-109G1 набор высоты 5 км занимал 4 мин 11 сек.

Что в результате? Конечно, сравнивая приведённые выше высотные характеристики советских и германских авиамоторов, нетрудно сделать вывод на немецких истребителях стояли слишком высотные для восточного фронта моторы. Это не удивительно

- "к весне 1943 г. фашистское командование вынуждено было до 70 процентов всей истребительной авиации привлечь для противовоздушной обороны Германии и своей союзницы Италии" - /"История второй мировой войны 1939-1945 гг" т. 6, стр. 243/.

Да, я догадываюсь, что всех уже достал этой цитатой, но против фактов не попрёшь – основным «клиентом» истребительных частей люфтваффе была именно авиация союзников. И тех моторов, на которые была способна советская промышленность, оказалось достаточно, чтобы реализовать численное преимущество, плавно вытекающее из факта, зафиксированного в приведённой выше цитате из правоверного советского источника.