Истребители Лавочкина в великой отечественной войне

В октябре 1942 г. производство истребителя Лавочкина с двигателем М-82 постановлением ГКО и приказом НКАП расширилось за счет сокращения выпуска штурмовиков Ил-2 и бомбардировщиков Ту-2 на заводах № 99 (Улан-Удэ) и № 381 (Нижний Тагил). Конструктивно Ла-5 практически аналогичен ЛаГГ-3. Изменения  коснулись передней части фюзеляжа, они связаны с установкой нового двигателя и вооружения. К шпангоуту  фюзеляжа крепится лафет другой, нежели у ЛаГ-Га, конструкции; на лафете монтируется вооружение, к верхним узлам лафета на болтах пристыковывается моторама. Расширение габаритов фюзеляжа под мотор М-82 достигнуто доработкой стандартного фюзеляжа ЛаГГ-3 путем наклейки поверх существующей обшивки легкого каркаса из сосновых реек, обшитого 3-мм фанерой; верхняя часть шпангоута № 2 срезана по верхний лонжерон фюзеляжа и заменена новой, увеличенной по высоте деталью. Ла-5 превосходил ЛаГГ-3, но, увы, уступал "Густаву" - Bf 109G, в больших количествах появившемуся под Сталинградом. Кроме того, далеко не все недостатки сумели устранить при внедрении машины в серию: в кабине Ла-5 стояла удушающая жара, обусловленная плохой термоизоляцией двигателя и отсутствием вентиляции, ненадежно работал мотор и вооружение. От некоторых дефектов удалось избавиться в ходе серийного выпуска самолетов, но главное - отставание от Мессершмитта и только что появившегося на Восточном фронте FW190 можно было преодолеть только серьезной модернизацией. Такие работы развернулись под руководством Лавочкина осенью 1942 г. Направление - традиционное: уменьшение массы машины вкупе с попытками поднять мощность двигателя. Массу снизили за счет отказа от крыльевых топливных баков (как и на ЛаГГе), уменьшения с 10 до 8,5 мм толщины бронес-пинки В декабре 1942 г. моторостроительное КБ Швецова выпустило модификацию М-82 - М-82Ф, у которого было расширено время работы на взлетном режиме, фактически данный режим работы двигателя стал номинальным (М-82 имел 10-минутное ограничение), на практике это означало прибавку мощности в бою на 200-300 лошадиных сил. Облегченный Ла-5 с М-82Ф пошел в серию под обозначением Ла-5Ф.

Задел планеров ЛаГГ-3 был  достаточно большим, даже многие Ла-5Ф  изначально строились как ЛаГГи. Большой задел не позволял улучшить обзор назад. С исчерпанием ЛаГГов такая возможность появилась - фюзеляжи стали изготавливать с пониженным гаргротом, а фонарь получил дополнительное остекление в задней части. Вместо бронезаголовника стали ставить 66-мм бронестекло, что тоже улучшило обзор в заднюю полусферу. В марте 1943 г. началось серийное производство знаменитого Ла-5ФН - лучшего советского фронтового истребителя 1943 г. Внешне самолет отличался от Ла-5Ф с каплевидным фонарем длинным всасывающим патрубком над капотом двигателя. На Ла-5ФН стоял форсированный с непосредственным впрыском топлива в цилиндры мотор М-82ФН, его взлетная мощность "подросла" еще на 150 л. с. и составила 1850 л. с. Летные испытания Ла-5ФН проводил В.Л.Расторгуев, ведущим инженером был В.Я.Молочаев.

Дальнейшее совершенствование  истребителя упиралось в мотор. В конце апреля 1943 г. совершил первый полет Ла-5М-71Ф (взлетная мощность двигателя 2200 л. с.). Первый этап испытаний продолжался  до 4 июня, истребитель не показал  ожидаемых данных, хотя и превзошел  по скорости Ла-5ФН. Причины недобора характеристик выяснили специалисты  ЦАГИ после продувок машины в натурной аэродинамической трубе Т-101: плохое качество изготовления, особенно капота двигателя. Аэродинамики пришли к заключению, что после устранения производственных дефектов и внесения некоторых изменений  в конструкцию Ла-5М-71Ф может  достигнуть скорости 720 км/ ч. История  с М-71 достаточно загадочна. Каких-либо объективных причин незапуска его в серийное производства в опубликованных мемуарах и литературе найти не удалось. Наверняка, двигатель был "сырым" и требовал доводки, тем не менее, вряд ли он был "сырее" того же М-107. Остаются интриги, ведь запуск в серию мощной звезды воздушного охлаждения ставил крест на самолетах Яковлева, они уже не смогли бы тягаться ни с Ла-5М-71, ни тем более с поликарповским И-185.

Лучший  советский истребитель военного времени

Продувки Ла-5 в натурной трубе позволили определить основные направления улучшения внешней  и внутренней аэродинамики самолета: раз нет более мощного мотора, значит надо "вылизывать" самолет  и облегчать конструкцию. Выяснилось, что внутренняя герметизация самолета дает прирост скорости в 24 км/ч, полное закрытие куполов шасси - еще 6 км/ч; перенос маслорадиатора из-под капота двигателя под фюзеляж позволял снизить поперечное сечение радиатора  за счет увеличения прохождения воздуха  через него. Также благотворно  влияло на аэродинамику истребителя  удаление от поверхности центроплана нижней части боковых створок капота двигателя. Еще несколько километров скорости давал перенос воздухозаборника двигателя с крыши капота в корневую часть центроплана. С облегчением планера возникли трудности - все, что с машины можно было снять безболезненно уже сняли, жертвовать прочностью конструкции, как это сделал Яковлев, Лавочкин не стал. К счастью, за счет поставок по ленд-лизу и налаживанием производства в глубине СССР, облегчилось положение с алюминием. Замена деревянных конструкций металлическими - большой резерв экономии массы. Одна замена деревянных лонжеронов крыла на дюралевые со стальными полками снижала массу на 100 кг! Надо сказать, что к этому времени в конструкции планера уже не осталось дельта-древесины - из-за нехватки смолы ее из конструкции постепенно вытеснили обычные сосна и береза. Чертежи металлияеских лонжеронов крыла и центроплана были разработаны летом 1943 г. в Нижнем Тагиле на заводе № 381 под руководством главного конструктора П.Д, Грушина - впоследствии выдающегося конструктора зенитных ракет.

Эффективность мероприятий  по аэродинамике, выданных работниками  ЦАГИ, проверялась на доработанном самолете Ла-5 (заводской № 39210206). Испытания с 16 декабря по 10 февраля 1944 г. проводил летчик-испытатель Н.В.Адамович. Доработанный Лавочкин

показал скорость на 34 км/ч  большую, чем серийная машина (684 км/ч  на высоте 6150 м), причем мероприятия  по улучшению аэродинамики были реализованы  не в полном объеме. Модернизация самолета №39210206 проводилась на заводе № 21 под  руководством С.М.Алексеева.

Все рекомендации учли на построенном  в январе 1944 г. самолете "Ла-5 эталон 1944 г.": проведена внешняя и  внутренняя герметизация винто-мотор-ной группы и планера, установлены щитки, полностью закрывающие ниши шасси, маслорадиатор перенесен под фюзеляж, а всасывающие патрубки нагнетателя - в носок центроплана, улучшена форма зализов между крылом и фюзеляжем, сокращено количество крышек капота и уменьшен размер подвижных боковых створок; за счет установки аэродинамических компенсаторов на рулях высоты удалось уменьшить усилия на ручке управления на 20-23%. "Эталон" получил усиленное вооружение из трех 20-мм пушек Березина УБ-20 с боезапасом по 150 снарядов на ствол.

Первый полет на модернизированном  истребителе летчик-испытатель Георгий  Михайлович Шиянов совершил 2 февраля 1944 г. Всего через две недели -16 февраля - самолет передали на государственные испытания. По программе гос. испытаний намечалось выполнить 44 полета, но в девятом полете, 20 февраля, произошел обрыв шатуна в двигателе, и летчику-испытателю А.Г.Ку-бышкину с трудом удалось посадить истребитель. Испытания возобновились 8 марта, после ремонта Ла-5. Когда большая часть программы была отработана, из-за производственного дефекта (плохая склейка) в воздухе разрушился 12-й шпангоут фюзеляжа, Кубышкин вновь сумел посадить поврежденный самолет. В отчете по испытаниям майор Кубышкин отметил, что значительно увеличилась горизонтальная скорость и скороподъемность, максимальная скорость достигла значения 680 км/ч на высоте 6250 м - лучший результат среди всех отечественных истребителей того времени. В то же время он указал и на недостатки "эталона 1944 г." - жара в кабине (+40-50° С), скапливание в кабине конденсата влаги, велики усилия на педалях, не предусмотрено быстрое покидание машины, отсутствует автоматика управления винто-моторной группой. Вывод Кубышкин сделал следующий: "Самолет по своим летным данным является одним из лучших истребителей. Необходимо форсировать серийную постройку с одновременным устранением вышеуказанных недостатков." В начале мая эталон 1944 г. был запущен в серийное производство под обозначением Ла-7, а с ноября 1944 г. Ла-7 полностью вытеснил Ла-5ФН, производство которых прекратилось (кстати, на последних сериях Ла-5ФН внедрены некоторые нововведения "эталона", в частности, на Ла-5ФН 39-й и 41-й серий металлические лонжероны крыла). Большинство серийных Ла-7 выпущено с двумя пушками ШВАК, а не с тремя УБ-20. Пушка УБ-20 представляла собой переделанный под калибр 20 мм пулемет УБ, и поначалу отличалась низкой надежностью; до конца войны изготовили только 368 трехпушечных Ла-7, их строили с марта 1945 г. на заводе № 381.

Ла-7 по комплексу боевых свойств стал лучшим советским серийным истребителем Второй мировой войны, однако он не был лишен весьма серьезных недостатков. К примеру, на нем отсутствовала автоматика управления работой винто-моторной группы. При массовом производстве характеристики самолетов неизбежно снижаются - ни один серийный Ла-7 не развил скорости более 658 км/ч. Недобор скорости послужил причиной проведения НИИ ВВС в августе-сентябре 1944 г. контрольных испытаний самолета головной серии и серийного. Летчики-испытатели выставили серийной машине неудовлетворительную оценку: недобор скорости, температура в кабине составляла +55° С, при наборе высоты грелся мотор. 

Ла-9, Ла-11 -венец развития

После внедрения в производство металлических лонжеронов крыла  на Ла-7 и последних сериях Ла-5ФН совершенно очевидным стало дальнейшее вытеснение дерева дюралюминием, вплоть до создания цельнометаллического истребителя. Такой работой в середине 1944 г. начал заниматься С.М.Алексеев. Цельнометаллический  Лавочкин под обозначением Ла-9 был  запущен в серийное производство в августе 1946 г.

Ла-9 продолжил линию развития Ла-5-х, однако конструктивно - это скорее новый самолет, нежели простая модернизация, и дело здесь не только в замене дерева металлом. Ла-9 имел одно-лонжеронное крыло совершенно другой в плане формы (со срезанными концами) с ламинарным профилем. Предкрылки отсутствовали. Фюзеляж истребителя теперь состоял из трех частей: фермы-лафета, средней части с кабиной пилота и хвостовой. Передняя и задняя части стыковались между собой четырьмя болтами по 7-му шпангоуту. Передняя часть фюзеляжа представляла собой полумонококовую конструкцию, хвостовая - монококовую. За счет экономии массы при замене дерева на дюраль удалось установить пять бензобаков и увеличить их суммарную емкость до 825 л. Кабина - более просторная, ее приборное оснащение, наконец-то, стало отвечать мировому уровню: радиополукомпас, авиагоризонт,ответчик системы госопознавания; однако автоматика управления работы винтомоторной установки все еще не появилась. Не изменился и двигатель - под капотом скрывался хорошо знакомый летчикам и техникам АШ-82ФН (с 1944 г. моторы стали называть по инициалам главных конструкторов: М-82 превратился в АШ-82, АШ - Аркадий Шевцов). Винт - ВИШ-105В-4. Вообще-то "цельнометаллический Ла-7" проектировался под перспективный АШ-83 взлетной мощностью 1900 л. с., который в серийное производство не передавался.

В январе 1945 г. начались летные испытания самолета "120" - прообраза  будущего Ла-9. В конструкции "120" более широко, чем на Ла-7, применялся металл, но он еще не был цельнометаллическим; крыло имело ламинарный профиль, вооружение усилено за счет установки  двух новых пушек НС-23. С двигателем АШ-83 опытный истребитель "120" достиг на испытаниях скорости 725 км/ч; Ла-7 с  обычным крылом и двигателем АШ-83 на испытаниях в августе 1944 показал  только 701 км/ч - прирост скорости в 24 км/ч произошел на "120" за счет применения ламинарного крыла и  улучшения аэродинамики.

Следующим шагом к Ла-9 стал самолет "126", испытания которого с декабря 1945 г. по апрель 1946 г. проводили  летчики А.В.Давыдов, И.Е.Федоров  и А.А.Попов. От "120" он отличался  двигателем АШ-82ФН и усиленным четырехпушечным вооружением (4 пушки НС-23 с боезапасом 290 снарядов). Крыло "126-го" имело фанерную обшивку, но уже металлический силовой набор. Следующим шагом стал полностью металлический самолет "130", запущенный в серийное производство под обозначением Ла-9.

Самолет изготовили в Горьком  на заводе № 21, после чего его перевезли  в Химки. Заводские испытания начались в мае 1946 г., их проводил летчик-испытатель А.А.Попов, ведущим инженером был Л.А.Бальян. 9 июня истребитель предъявили на госиспытания в НИИ ВВС, которые проводились в период с 13 июня по 10 октября 1946 г., летали один из авторов данной статьи летчик-инженер В.И.Алексеенко и летчик-испытатель А.Г.Кубышкин. Трижды испытания прерывались. Сначала устранялись недостатки по устойчивости и управляемости, вторая задержка произошла из-за замены мотора и подготовки к отстрелу бортового оружия. Доводка пушек вызвала третий перерыв в полетах. В программе госиспытаний на самолете "130" было выполнено 112 полетов - ни на одном из испытывавшихся ранее в НИИ ВВС опытных поршневых истребителей не проводилось такого количества полетов! Госиспытания истребитель прошел удовлетворительно и был рекомендован для принятия на вооружение ВВС. Акт по результатам испытаний утвержден Советом Министров СССР 18 октября 1946 г.

В 1947 г. начались войсковые  испытания установочной партии из 30 самолетов, а в мае два серийных истребителя прошли контрольные  испытания в НИИ ВВС, на которых  в целом подтвердились заявленные характеристики. Серийное производство Ла-9 продолжалось в Горьком с 1946 г. по 1948 г. В Улан-Удэ, на заводе № 99, Ла-9 начали выпускать в 1948 г., первые машины собирались из узлов, изготовленных  на головном заводе.

Принятие на вооружение первых действительно массовых дальних  бомбардировщиков Ту-4 поставило на повестку дня вопрос о дальнем  истребителе сопровождения. Вообще-то необходимость в такой машине назрела давно, еще во время войны, - малая продолжительность полета была ахиллесовой пятой советских  истребителей. В мае 1947 г. летчик-испытатель А.Г.Кочетков поднял в воздух "изделие 134", или Ла-9М - предтечу истребителя  сопровождения. Машину облегчили за счет снятия одной пушки, емкость  топливных баков была увеличена  с 825 до 1100 л на втором прототипе "134Д" (Д - дублер) за счет установки в консолях крыла еще двух баков. Кроме того, на торцах крыла можно было монтировать  несбрасываемые баки емкостью 166-Лр в результате чего продолжительность полета увеличилась до 7 ч. Кабина летчика приобрела относительный комфорт - мягкую обивку спинки кресла пилота и подлокотники. Летчик получил индивидуальный санузел - писсуар (уместно напомнить, что совсем недавно на ряде дальних бомбардировщиков писсуаром служило банальное ведро).