Трудный первенец. Первые реактивные Семена Лавочкина

ОКБ Лавочкина, как и другие отечественные самолетостроительные фирмы, работу в области реактивной авиации начало со знакомства с жидкостными реактивными двигателями (ЖРД) и прямоточными воздушно-реактивными двигателями (ПВРД), которые пытались применить как ускорители на обычных поршневых самолетах. Двигаясь в этом направлении, С. А. Лавочкин проявил инициативу: в июле-августе 1942 г. на серийный ЛаГГ-3 установили ПВРД конструкции М. М. Бондарюка. Испытания показали, что ПВРД нуждаются в доводке. Кроме того, аэродинами­че­ское сопротивление при их установке под крылом слишком велико: выигрыша в скорости не получилось.

Систематическими работы стали после выхода известного Постановления ГОКО от 22 мая 1944 г. о развитии реактивной авиации, которое определило и первоочередную задачу ОКБ Лавочкина – модификацию серийного поршневого истребителя Ла-7 под установку дополнительного жидкост­ного ускорителя РД-1 конструкции В. П. Глушко с тягой 300 кг.

Предусматривались и более перспективные задания. Надежды были связаны с турбореактивным двигателем. В 1943 г. М. И. Гудков, бывший соратник С. А. Лавочкина, первым предложил построить истребитель с ТРД конструкции Люльки. Из-за отсутствия реального двигателя предложение откло­нили. Только в 1944 г. А. М. Люлька получил возможность разрабатывать новый ТРД С-18 с тягой 1250 кг.

К этому времени ОКБ Гудкова перестало существовать (главного конструктора сняли с должности после катастрофы опытного истребителя Гу-1, созданного им по типу американской «Аэрокобры»). Согласно майскому постановлению 1944 г. проектирование реактивного истребителя под ТРД Люльки было поручено только ОКБ Лавочкина. Сроком предъявления самолета на летные испыта­ния назначили март 1946 г.

Машина создавалась в московском филиале ОКБ под руководством С. А. Алексеева, установившим с двигателистами тесные контакты. Несмотря на огромные трудности, к концу 1944 г. КБ A. M. Люльки удалось собрать стендовый образец двигателя. На заводе № 81 разработали предваритель­ный проект экспериментального реактивного истребителя, который в документах ОКБ обозначался как Ла-ВРД. По компоновочной схеме самолет представлял собой двухбалочный двухкилевой моноплан с высокорасположенным крылом, боковыми воздухозаборниками, трехколесным шасси и являлся непосредственным развитием известной схемы двухбалочных истребителей с толкающим воздушным винтом. Для обеспечения хорошего подвода воздуха к турбореактивному двигателю, расположенному за кабиной пилота, последнюю пришлось сильно ужать, а вооружение, обычно располагаемое на самолетах такой схемы в носовой части фюзеляжа, перенести в балки крыла. Самолет вооружили двумя пушками калибра 23 мм с общим боезапасом 120 патронов.

Предполагалось, что Ла-ВРД будет иметь максимальную скорость у земли 890 км/ч, время набора высоты 5000 метров – 2,5 минуты, практический потолок 15 000 метров. Конечно, эти данные весьма приблизительны, поскольку реальные тяговые характеристики двигателя не были точно известны. Тем не менее конструкторы, впервые взявшись за проектирование реактивного истреби­теля, ввели в его схему основные элементы, впоследствии рекомендованные ЦАГИ для широкого применения: высокорасположенное крыло, трехколесное шасси с носовым колесом, размещение кабины летчика в носовой части самолета.

Основным идеологом проекта был не Лавочкин, а С. М. Алексеев, о чем говорит, в частности, двух­балочная схема самолета. С. А. Лавочкин ни до, ни после никогда не применял такой схемы, считая второй хвост для истребителя «архитектурным излишеством». Алексеев, став в 1946 г. главным конструктором ОКБ-21, использовал схему «двухвостка» в последующих своих проектах. Отметим также и схожесть Ла-ВРД с известным английским истребителем DH-100 «Вампир» фирмы «Де Хевилленд», который оказался очень удачным и выпускался с 1945 г. в Англии и за ее пределами долгое время. В отличие от «Вампира» проекту Ла-ВРД не суждено было реализоваться. Стендовый образец двигателя А. М. Люльки, хотя и начал заводские испытания, для установки на самолет и серийного производства не годился.

В 1945 г. боевые действия переместились на территорию Германии, что дало возможность познако­миться с материалами, образцами военной техники, а потом и заводами, испытательными стендами, полигонами, относящимися к производству новейших типов немецких вооружений, в том числе и реактивной авиации. Специальные комиссии с участием различных специалистов по авиационной технике смогли собрать, тщательно изучить и обобщить всю полученную информацию. Особый интерес для НКАП, естественно, представляли немецкие турбореактивные двигатели JuMO-004 и BMW-003, достаточно доведенные и выпускавшиеся немцами в большом количестве. Для наших авиационных КБ уже стало ясно, что их разработка и, главное, доводка чрезвычайно сложны и трудоемки — необходимы многие новые материалы и технологические про цессы, ранее не приме­нявшиеся в авиационном моторостроении. Внедрение новых двигателей требовало коренной рекон­струкции производства. Поскольку отечественного отработанного образца еще не было, самолето­строители в СССР вынуждены были ориентироваться на трофейные немецкие двигатели.

Наиболее доведенным и мощным являлся JuMO-004. Этот двигатель представлял собой ТРД с осевым 8-ступенчатым компрессором, одноступенчатой турбиной и шестью расположенными по окружности камерами сгорания. Регулирование тяги осуществлялось единым рычагом путем изме­нения подачи горючего и площади выходного сечения сопла за счет перемещения в сопле подвиж­ного конуса. Основным горючим являлся керосин, но для запуска применялось более легкое горючее – бензин. Кроме того, раскрутка турбины при запуске осуществлялась специальным бензиновым двухцилиндровым пусковым мотором (так называемым «риделем») с отдельной бензо­системой. Двигатель развивал на номинальном режиме (максимальной продолжительностью до 10 минут) тягу 900 кг при числе оборотов 8700 об/мин. Удельный расход горючего у JuMO составлял 1,45 кг/кг тяги в час, а сухой вес – 800 кг.

В Германии серийно выпускался также двигатель BMW-003, имевший 7-ступенчатый осевой ком­прессор, одноступенчатую турбину и одну кольцевую камеру сгорания. Регулирование осуществ­лялось аналогично, за исключением того, что конус сопла перемещался не автоматически, а имел несколько фиксированных положений для различных режимов полета. Система запуска была, как у JuMO-004. BMW-003 развивал на номинальном режиме тягу 800 кг при числе оборотов 9500 об/мин. Удельный расход горючего – 1,5 кг/кг тяги в час, сухой вес – 610 кг.

Имелись у немцев и другие разработки, но серийно они практически не строились, поэтому для нашей авиапромышленности представляли лишь теоретический интерес. Осваивать в серийном производстве решили уже достаточно отработанные двигатели JuMO-004 и BMW-003. Приказом НКАП от 28 апреля 1945 г. главного конструктора В. Я. Климова обязали освоить и обеспечить конструкторским руководством ТРД JuMO-004, постройка которого под маркой РД-10 была поручена заводу № 26. Приказом НКАП от 13 июня 1945 г. аналогичное задание дали главному конструктору Колосову и заводу № 16 в отношении двигателя BMW-003 (наше обозначение РД-20).

Ведущие истребительные ОКБ — Яковлева, Лавочкина и Микояна — уже в феврале-марте 1945 г. начали проектирование новых реактивных самолетов под немецкие двигатели. ОКБ Лавочкина к этому времени уже полностью переехало в Москву и размещалось на заводе № 81. В объединен­ном коллективе темп работ ускорился, и в апреле 1945 г. были выпущены два проекта реактивных истребителей: легкий однодвигательный истребитель «150» под один JuMO-004 и тяжелый двух­двигательный истребитель «160» (первый под этим обозначением) под два JuMO-004.

Причин такого подхода – две. Первая лежала в области техники: тяга одного JuMO и, тем более, BMW была недостаточной для создания полноценного однодвигательного истребителя с летными данными, сравнимыми (кроме, конечно, максимальной скорости) с данными тогдашних поршневых истребителей. Чтобы обеспечить приемлемые взлетно-посадочные характеристики, маневренность и скороподъемность, приходилось максимально ограничивать количество горючего и вооружение, что снижало боевые качества самолета. Не случайно в Германии и Великобритании первыми серийными реактивными самолетами стали именно двухдвигательные Мессершмитт-262 и Глостер «Метеор». В отличие от заграницы в СССР сложилась концепция «массового легкого маневренного истребителя», предназначенного в первую очередь для воздушного боя и завоевания превосход­ства в воздухе. Задачи, решаемые немецким Ме-262 – перехват тяжелых бомбардировщиков и нанесение бомбо-штурмовых ударов, – были нашим истребителям в значительной мере несвой­ст­венны, особенно в конце войны. Естественно, что С. А. Лавочкин, наряду с А. С. Яковлевым непо­сред­ственно отвечавший за развитие отечественной истребительной авиации в годы войны и накопив­ший в этом деле большой опыт, считал, что эту линию необходимо продолжать при создании реак­тивных истребителей.

Однако в ОКБ вырос и теперь претендовал на выработку собственных решений такой способный конструктор и руководитель, как С. М. Алексеев, приложивший руку к проектированию Ла-ВРД. Теперь именно благодаря его влиянию (это вторая причина) наряду с легким истребителем «150» был спроектирован более тяжелый самолет «160» с более мощным вооружением и большим запасом горючего.

Поскольку рассказ о самолете «150» еще впереди, отметим здесь некоторые особенности проекта «160»: вооружение из трех пушек НС-23 с боезапасом по 80 патронов к каждой в носовой части фюзеляжа на общем лафете; бронирование, исходя из основного назначения самолета – борьба с тяжелыми бомбардировщиками, – только спереди; кабина рассчитана на полную герметизацию. Несмотря на то, что самолет «160» по компоновке и своим функциям аналогичен немецкому Ме-262 и английскому «Метеору» и мог считаться «тяжелым» истребителем, его проектный полетный вес был намного меньше: 4020 кг вместо 6500–7000 кг у последних, в основном из-за меньшего запаса горючего. Правда, во время войны у нас сильно занижали предполагаемые полетные веса ино­стран­ных самолетов. Так, например, считалось, что полетный вес Ме-262 составляет всего около 4500 кг. Концепция «легкого маневренного истребителя»подсознательно переносилась и на технику других стран. Поэтому нет ничего удивительного в том, что самолет «160», спроектиро­ван­ный для тех же задач, что и Ме-262, имел значительно меньший расчетный полетный вес.

К сожалению, силы ОКБ и, особенно, производства были явно недостаточны для параллельной работы над двумя реактивными самолетами. Поскольку создание легкого маневренного истре­бителя для воздушного боя считалось первоочередной задачей, проект «160» отставили. Справед­ливости ради следует подчеркнуть, что при первой представившейся возможности – в 1946 г. – С. А. Лавочкин благословил своего заместителя С. М. Алексеева на самостоятельную работу. Став главным конструктором ОКБ-21 в Горьком, тот направил усилия в первую очередь на разработку двухдвигательных истребителей.

Компоновка легкого истребителя «150» оказалась гораздо более трудной задачей. Впрочем, можно заметить некоторую преемственность с проектом Ла-ВРД: это высокоплан с фюзеляжем полу­гондольного типа, с эшелонированным размещением кабины пилота и двигателя. Но тяга немец­кого JuMO-004 меньше, чем у отечественного С-18, и это заставило искать способы уменьшения веса конструкции и лобового сопротивления. Следовало учесть и рекомендации ЦАГИ, которые были выработаны на основании тщательного изучения зарубежного опыта создания скоростных реактивных самолетов, а также собственных исследований. Главными неблагоприятными факто­рами полета самолета на высокой скорости, когда начинает сказываться явление сжимаемости воздуха, были резкое возрастание аэродинамического сопротивления и изменение устойчивости и управляемости самолета вследствие изменения распределения давления по крылу и оперению. Для отдаления момента возникновения этих явлений, получивших название «волнового кризиса» (или «звукового барьера») предлагалось использовать новые скоростные так называемые «махоустой­чивые» профили и рациональную компоновку их по размеру крыла. В концевой части крыла, где располагались элероны, собирались установить профили с большей несущей способностью с целью сохранения поперечной управляемости на критических углах атаки. Этому же способствовало применение геометрической крутки крыла: концевые участки относительно корневых имели меньший установочный угол. С точки зрения общей компоновки скоростного самолета отмечалось, что схема низкоплана, широко применявшаяся для истребителей, является малопригодной вслед­ствие более раннего роста сопротивления из-за плохой интерференции крыла и фюзеляжа. Выгодны схемы среднеплана и высокоплана. Поскольку крыло в перспективе должно иметь меньшую отно­сительную толщину, желательно шасси и топливные баки убрать из него в фюзеляж. При больших числах Маха могло возникнуть явление «скоростного бафтинга», т. е. вибрации горизонтального оперения, связанного с неустойчивостью обтекания крыла при волновом кризисе и, как следствие, колебаниями струи за крылом. Поэтому рекомендовалось возможно более высокое, не ниже 30% хорды крыла, расположение горизонтального оперения с целью выноса его из возмущенного крылом потока.

Все требования и рекомендации нашли свое отражение в компоновке самолета «150». По сравне­нию с проектом Ла-ВРД при сохранении схемы высокоплана двухбалочная конструкция хвостовой части заменена однобалочной, применено относительно высокорасположенное горизонтальное оперение; боковые воздухозаборники превратились в два всасывающих канала, огибающих по бортам кабину пилота, с входным отверстием в носовой части фюзеляжа; вооружение и основные стойки шасси перенесены в фюзеляж. Расположение основного шасси в фюзеляже стало с этого времени традиционным для всех реактивных самолетов Лавочкина. Особенно пришлось повозить­ся с размещением топливных баков. В результате получилась довольно сложная система, включав­шая в себя кроме двух баков в центроплане еще пять фюзеляжных баков своеобразной конфигу­рации, которые со всех сторон облепили двигатель. Конечно, это усложнило конструкцию, но позво­лило максимально обжать фюзеляж и при ограниченной тяге двигателя получить приемлемые скоростные характеристики.

В апреле предварительное проектирование закончили. В мае в ОКБ и на заводе № 81 приступили к изготовлению рабочих чертежей и макета самолета, а также моделей для продувок в трубах ЦАГИ.

Параллельно с ОКБ Лавочкина работали и другие. А. И. Микоян после рассмотрения нескольких вариантов остановился на схеме тяжелого двухдвигательного истребителя с расположением двух BMW-003 рядом в фюзеляже за кабиной пилота. Можно сказать, что скорость и мощное оружие – два краеугольных камня этого проекта. Самолет индексировали как И-300, а затем МиГ-9. А. С. Яковлев решил упростить задачу и модернизировать серийный Як-3 под установку JuMO-004 в носовой части фюзеляжа вместо поршневого мотора. Это позволяло сохранить хорошие взлетно-посадочные свойства и пилотажные качества, но ввиду использования старой аэродинамической схемы и старых профилей крыла налагало ограничение на максимальную скорость – число М не более 0,68. Самолет получил наименование Як-15.

Это направление деятельности самолетостроительных ОКБ, а также освоение промышленностью серийного производства двигателей РД-10 и РД-20 официально утвердили Постановлением ГОКО «О мероприятиях по изучению и освоению немецкой реактивной техники» от 20 июля 1945 г.

Маленький завод № 81 не имел сил, чтобы справиться со всем объемом работ по постройке нового самолета, и распоряжением НКАП выпуск малой серии (5 штук) опытных «150» решили осущест­вить на заводе № 381, который заканчивал производство деревянных Ла-7.

Одновременно сюда передавалось изготовление малой серии (10 штук) истребителей Микояна И-250 с ВК-107А и ВРДК. ОКБ Лавочкина поставили срок – к 1 августа 1945 г. сдать все рабочие чертежи заводу № 381, который был практически выдержан, за исключением некоторых чертежей по фонарю и кабине пилота. Конструкторы предполагали установить катапультное кресло (прото­типом явилось кресло немецкого Не-162). К концу августа полный комплект чертежей передали на завод. Еще в начале июля на заводе №81 построили макет самолета, и на нем параллельно с выпуском чертежей происходила взаимная увязка агрегатов.

Несмотря на быстрый выпуск документации, самолет «150» оказался в худшем положении по срав­нению с Як-15 и И-300. Яковлев и Микоян строили опытные машины на заводах, находившихся в их непосредственном подчинении (соответственно, №115 и №155), где одновременно с проекти­ро­ванием могли организовать подготовку стапелей и другой технологической оснастки, заготовку необходимых материалов и многое другое. Заводы имели соответствующее характеру опытного производства оборудование и квалифицированную рабочую силу.

Завод №381 был серийным, технологически настроенным на выпуск деревянных самолетов, что значительно затрудняло переход на новые цельнометаллические самолеты.

Несмотря на жесткие сроки выпуска: первого экземпляра к 1 ноября, следующих двух – в ноябре и последних двух – в декабре 1945 г., руководство завода не сумело должным образом организовать работу. В результате все планы оказались сорваны. Аналогичная ситуация сложилась и по само­лету И-250 Микояна.

Естественно, такое положение дел сильно беспокоило С. А. Лавочкина. Еще в начале сентября после продувок модели «150»-го в ЦАГИ выяснилось, что он имеет избыточную поперечную и недо­статочную путевую устойчивость. Размеры оперения были выбраны исходя из опыта проектиро­вания истребителей с ВМГ, где оперение и рули, находящиеся в струе от винта, более эффективны и, следовательно, могут иметь меньшую площадь. Для реактивных истребителей необходимо увели­чивать относительную площадь оперения. Излишняя поперечная устойчивость объяснялась приме­нением схемы высокоплана. Уменьшить ее можно приданием крылу отрицательного угла попереч­ного V или, что не требовало значительных переделок, установкой на концах крыльев загнутых вниз законцовок-стекателей по типу немецкого Не-162. ОКБ быстро разработало чертежи на эти дора­ботки, но передавать их в производство на завод № 381 Лавочкин не стал (это могло еще больше затянуть постройку самолетов), а вел поиски новой опытной производственной базы.

Первый летный экземпляр самолета «150» постройки завода № 381, апрель-май 1946 г. (в таком виде не летал)

ВВС как заказчик стали проявлять все возрастающий интерес к разработкам по реактивной технике, однако информации у них практически никакой не было: главные конструкторы, в нарушение уста­новленного порядка, не предъявляли на заключение ни эскизных проектов, ни макетов самолетов (Яковлев и Микоян вообще макетов не строили); не было, наконец, согласованных тактико-техни­ческих требований на новые истребители. «Возмутили спокойствие» в среде военных испытания в ГК НИИ ВВС трофейного немецкого реактивного истребителя Ме-262, проведенные с августа по ноябрь 1945 г. Большое впечатление произвели его максимальная скорость – 850 км/ч, мощное вооруже­ние – 4 пушки калибра 30 мм, продуманная и доведенная конструкция самолета. Несмотря на недо­статки, связанные с большим полетным весом (плохие взлетно-посадочные свойства и маневрен­ность), руководство ВВС вышло в Совет Народных Комиссаров (СНК) с предложением о немедлен­ном запуске Ме-262 в серийное производство без каких-либо переделок, за исключением установки отечественного вооружения и радиооборудования. Для этой цели предлагалось выделить один из серийных заводов и ОКБ Сухого, которое как раз приступило к проектированию аналогичного по схеме двухдвигательного самолета (позднее получившего обозначение Су-9). Вопрос рассматри­вался на самом высоком уровне. Предложение ВВС отклонили, но это событие усилило внимание правительства к отечественным разработкам.

2 октября 1945 г. НКАП принял решение расширить опытно-конструкторскую и производственную базу Главного конструктора Лавочкина: ОКБ передавали завод №301 в подмосковных Химках. Здесь Яковлев доводил малые серии своих самолетов. Весь кадровый состав, оборудование и ценности завода №81 переводились на завод №301. После шестилетнего перерыва С. А. Лавочкин со своим ОКБ вернулся туда, где началась его деятельность в качестве главного конструктора самолетов. Теперь, с укреплением производственных мощностей, коллектив мог самостоятельно решать самые сложные задачи.

Уже при проектировании и изготовлении макета истребителя «150» выявились его недостатки. Самолет был рассчитан исключительно на двигатель РД-10: сильно обжатый фюзеляж не позволял разместить в нем более мощный и крупный двигатель, каковым в перспективе являлся ТР-1 А. М. Люльки. Стали очевидными и такие, вынужденные из-за экономии веса и габаритов, конструктив­ные недостатки, как неразъемное крыло, тесная кабина, плохой подход к двигателю и его агрегатам. Военные считали вооружение из двух пушек калибра 23 мм недостаточным для современного истре­бителя. Тогда Лавочкин задумал создать новую машину. Вначале в официальных документах проект считался модификацией «150»-го. Вскоре стало ясно, что это совершенно другой самолет, получивший заводской шифр «152». Так, параллельно с постройкой «150»-го, на заводе № 301 раз­вер­нулись работы по созданию целой серии истребителей новой схемы (среднеплана с реданной компоновкой фюзеляжа): «152» с двигателем РД-10, «154» с ТР-1 Люльки и «156» с форсирован­ным РД-10. Все эти машины относились к первому поколению реактивных истребителей.

Однако вернемся в первенцу. Изготовление самолетов «150» затягивалось. Несмотря на сильную «накачку» руководства завода №381 на совещании 26 ноября 1945 г. с участием заместителей наркома Дементьева, Воронина, Яковлева, главных конструкторов Лавочкина и Микояна, ход работ не ускорился…

К сентябрю 1945 г. Як-15 уже построили. При первой пробе двигателя на земле прогорела дюрале­вая обшивка на нижней части фюзеляжа и сгорело хвостовое колесо. Самолет потребовал дора­боток, которые закончились к концу декабря. После проведения пробежек на Центральном аэро­дроме его направили в ЦАГИ для продувок в аэродинамической трубе с работающим двигателем, которые продолжались до февраля. Затем на самолете производились доводочные работы и замена двигателя. Як-15 был готов к летным испытаниям в двадцатых числах апреля 1946 г.

Постройку И-300 закончили 30 декабря 1945 г. В январе-феврале 1946 г. проводились наземные испытания, отладка двигателей и доводочные работы. Проведение статиспытаний задерживалось, так как ЦАГИ разработал новые рекомендации по прочности для скоростных самолетов. Нормы ужесточили и, как потом выяснилось, очень своевременно. В результате потребовалось усилить хвостовую часть самолета. К середине апреля машину подготовили к первому вылету, который у И-300 и Як-15 состоялся в один день – 24 апреля 1946 г.

К этому времени завод № 381 построил первый «150», предназначенный для статиспытаний. На нем, как и на И-300, потребовалось усиление хвостовой части. При статиспытаниях произошло разрушение деталей узлов подвески шасси, выполненных из некаленой стали. Пришлось устранять эти дефекты и повторять испытания. В соответствии с новыми нормами прочности усилили крыло и оперение. Увеличили также площадь вертикального оперения. Эти работы проводились на заводе №301 в мае-июле 1946 г.

«150» установлен на поворотную тележку

Аналогично дорабатывали и остальные самолеты. Надо сказать, что завод №381 собрал только первые три машины, а детали двух других передали заводу №301 россыпью.

1 августа 1946 г. теперь уже не НКАП, а Министерство авиационной промышленности (МАП) разре­шило первый вылет. Увы, наземные работы затянулись еще на месяц – на самолете сменили три двигателя, прежде чем 26 августа первый летный экземпляр «150» появился на аэродроме ЛИИ. 30 августа при рулежке выяснилось, что на скорости 100-110 км/ч самолет опускает хвост и касается им земли. Пришлось смещать центр тяжести вперед путем установки дополнительного груза в носках фюзеляжа. 11 сентября 1946 г. летчик-испытатель завода А. А. Попов впервые поднял «150» в воздух и началась заводская летная отработка.

В начале сентября руководство страны вновь рассматривало вопрос о ходе работ по реактивной авиации. Несмотря на то, что постановление о начале широкомасштабных работ в этой области приняли еще в мае 1944 г., решающего прорыва до сих пор не произошло. Хотя в феврале-марте 1946 г. «виновники» такого положения с реактивной техникой (а также многих других недостатков в нашей авиации) были найдены – сняты с должности и репрессированы нарком авиапромышлен­ности А. И. Шахурин, Главком ВВС А. А. Новиков, Главный инженер ВВС А. К. Репин, начальник Главного управления заказов ВВС Н. П. Селезнев и другие – на традиционном воздушном параде в августе 1946 г. показали всего два опытных реактивных самолета: МиГ-9 (так теперь назывался И-300) и Як-15.

При том, что в Германии и Великобритании реактивные самолеты строились серийно с 1944 г., а в США – с начала 1945 г., Сталин, видимо, решил, что с этим отставанием пора кончать. 12 сентября постановлением правительства МАП обязали к очередному воздушному параду над Красной площадью 7 ноября 1946 г. построить, а ВВС — принять, облетать и показать в воздухе малые серии реактивных самолетов.

К этому времени у нас было только три реактивные машины, находившиеся в разных стадиях летной отработки: опытный Як-15 закончил в июле программу заводских испытаний, заводские испытания второго и третьего опытных экземпляров МиГ-9 были в самом разгаре (первый экзем­пляр потерпел катастрофу 11 июля 1946 г. из-за разрушения крыла при демонстрационном полете на малой высоте, погиб летчик-испытатель А. Н. Гринчик), а Ла-150 совершил только первый вылет. Тем не менее, все три типа самолетов признали годными для подготовки к параду. Требовалось срочно, всего за месяц (!) построить их малые серии (по 8-15 штук). Эта была, с одной стороны, проверка нового руководства МАП и ВВС (М. В. Хруничева и К. А. Вершинина) в чрезвычайных обсто­ятельствах, с другой — твердое намерение Сталина решить вопрос с созданием в СССР полноцен­ной боевой реактивной авиации.

Выпуск самолетов Як-15 был поручен заводу № 31 в Тбилиси, МиГ-9 – заводу №1 в Куйбышеве. Что касается самолета «150», то задание распределили поровну между опытным заводом №301 и заводом №21 в Горьком – по 4 машины. Если для завода №21 это означало постройку новых самолетов, то завод № 301 должен был доделать экземпляры, полученные им с 381-го завода (в их число входил и уже летающий первый экземпляр).

Срочно заводу № 21 передали чертежи опытного самолета «150». Туда были направлены бригады опытных конструкторов и технологов. Даже видавшие виды военпреды, отвечавшие за проверку качественного выполнения «Сталинского задания», очень удивились поставленному сроку: даже в годы войны подготовка производства новой модели занимала 3-4 месяца, сборка первого образца – до 2-4 месяцев. Теперь то же самое нужно было сделать в 10-20 раз быстрее. Подготовка произ­водства самолета «150» заняла 5-10 дней, сборка первой машины – 10-12 дней.

Работали круглосуточно и, несмотря на сверхжесткий график, задание выполнили: построили и сдали девятнадцать Як-15, десять МиГ-9 и восемь «150». Построили бы и больше самолетов, но не хватало двигателей. К сожалению, моторостроительные заводы начали их серийный выпуск буквально единицами штук, да и те отличались малой надежностью и ресурсом (первоначально – 25 часов).

Сборка малой серии «150» на Горьковском заводе № 21, октябрь 1946 г.

Путешествие из Горького в Москву

Не вызывало сомнения, что отказ в 1945 г. от производства Ме-262 был правильным: самолеты мы бы сделали, а двигатели для них – нет.

Конечно, построенные к параду машины были еще небоеспособны. Так, на самолетах «150» отсут­ствовали бронирование, патронные коробки, боезапас и кислородное оборудование. Вместо них в передней части фюзеляжа установили груз весом 75 кг. Тем не менее, к 1 ноября все восемь самолетов «150» были готовы, доставлены в ЛИИ и ГК НИИ ВВС, облетаны заводскими летчиками и приняты военными. Заводу № 21 для доставки самолетов по автодороге (из-за неразъемного крыла) пришлось сделать специальные буксируемые автомобилем поворотные тележки, позволя­ющие преодолевать мосты и прочие «узкости» по пути в Москву. Из-за подготовки к параду завод­ские испытания самолета «150» приостановили, так как самолеты были необходимы для изучения и тренировочных полетов летчикам ВВС. Ввиду того, что на опытном самолете «150» в первых полетах обнаружили отсос и недостаточную прочность створок шасси на скоростях около 650 км/ч по прибору, главный конструктор ограничил для «парадной» группы максимальную скорость по прибору – 600 км/ч и максимальную перегрузку – не более 3. Это не мешало проведению тренировок, поскольку предполагался простой горизонтальный пролет строя из двух звеньев по три самолета. Два самолета оставались в резерве. Несмотря на небольшой срок, летчики ВВС успели провести 67 тренировочных полетов одиночно, парой, звеном и двумя звеньями.

Плохая погода 7 ноября не позволила провести воздушную часть парада…

Тем не менее, по опыту предпарадной подготовки руководство МАП и ВВС обязано было сделать выводы о том, какие самолеты будут запущены в полномасштабное серийное производство. В связи с задержкой начала летных испытаний самолет «150» Лавочкина оказался в самых невыгод­ных условиях. Военные увидели абсолютно недоведенные машины с массой недоделок и дефектов. Даже основные летные характеристики не были определены. В отчете по результатам предпарад­ной эксплуатации самолетов «150» высказаны серьезные претензии: тесная кабина, недостаточная путевая устойчивость, затрудненный подход к агрегатам двигателя, особенно к пусковому мотор­чику, который чаще всего выходил из строя. Обнаружилось почти полное исчезновение нагрузки на ручке управления от руля высоты при посадке, что затрудняло ее выполнение. Вызвали нарекания слабое вооружение и малый запас топлива, который к тому же усугублялся наличием значительного невырабатываемого остатка (до 30-32 л) и отсутствием керосиномера. Отсутствие систем венти­ля­ции и обогрева ухудшали работу летчика в полете.

Наиболее перспективным боевым самолетом признали МиГ-9, имевший мощное вооружение и показавший на заводских испытаниях максимальную скорость 920 км/ч на высоте 5000 метров и большую, по сравнению с Як-15 и Ла-150, дальность и продолжительность полета. Его предлага­лось доводить как боевой вариант, с проведением государственных и войсковых испытаний по полной программе.

Именно на МиГ-9 пришлась затем основная доля серийного выпуска первых реактивных самолетов. Но когда принималось это решение, никто не знал, что МиГ-9 преподнесет неприятный сюрприз: только летом 1947 г. при испытаниях вооружения обнаружилось, что из-за попадания пороховых газов при стрельбе во всасывающие каналы двигатели останавливаются в полете. Многочисленные доработки лишь частично улучшили положение, и до конца серийного производства боеспособ­ность «девяток» оставалась ограниченной.

Як-15 не имел таких высоких летных данных, как МиГ-9, но благодаря преемственности с Як-3 был запущен в серию как учебно-тренировочный истребитель для переучивания летного состава с поршневых истребителей на реактивные.

Недоведенный Ла-150, выглядевший неважно на фоне МиГ-9 и Як-15, решили использовать в качестве экспериментального, улучшить его и провести государственные испытания. Вопрос о запуске в серию поставить в зависимость от результатов испытаний. Очевидно, что судьба «150» предопределилась уже тогда.

После несостоявшегося парада пять из восьми самолетов «150» возвратили заводу № 301 для доработок и заводских летных испытаний, в которых использовались три машины. Первая прохо­дила испытания на определение максимальных скоростей и других летных характеристик, вторая – на определение расхода горючего и дальности, третья — на устойчивость и управляемость. Летали в основном трое: летчик-испытатель завода И. Е. Федоров, летчики-испытатели ЛИИ М. Л. Галлай и Г. М. Шиянов. Основной проблемой начального этапа стала доводка системы аварийного выпуска шасси и усиление его створок, так как в полетах случался их отсос и даже отрыв. К сожалению, в декабре 46-го и январе 47-го график испытаний опять сбился из-за неподготовленности взлетной полосы аэродрома ЛИИ: ее не успевали очищать от снега.

Испытания на устойчивость и управляемость дали полную картину пилотажных характеристик самолета. Основные недостатки – излишняя поперечная устойчивость и излишняя легкость продольного управления – преодолевались путем установки загнутых вниз законцовок на крыльях и снижения аэродинамической компенсации руля высоты.

Наибольшую трудность на испытаниях вызвало снятие максимальных скоростей и скороподъем­ности из-за неудовлетворительной работы двигателей. На первом опытном самолете заменили 4 двигателя. Все они тщательно регулировались на земле, но в полете их тяга существенно отличалась одна от другой. С первым самолет недодавал скорости 80-100 км/ч. Тот же самолет со вторым двигателем недодавал 50-70 км/ч. Только после установки третьего двигателя получены макси­мальные скорости, соответствующие расчетным. Причинами неудовлетворительной работы РД-10 были плохая работа системы регулирования и зависимость ее от температуры масла. В зимних условиях при регулировке оборотов на земле температура масла не поднималась выше +30°С, зато в полете с подъемом на высоту она повышалась до +80°С, что вызывало падение оборотов двигателя (а, значит, и тяги) на 200-250 оборотов. В конце концов удалось получить максимальную фактиче­скую скорость 878 км/ч на высоте 4200 метров, что несколько превышало расчетное значение.

Заводские испытания завершились 27 апреля 1947 г. Всего за время эксплуатации группы из восьми самолетов «150» было выполнено 115 полетов, из них сорок восемь – по программе заводских испытаний. Облетали машины 3 заводских летчика, 3 летчика ЛИИ и 14 летчиков ВВС.

В марте 1947 г. в ГК НИИ ВВС проводились дополнительные испытания одного из оставшихся там самолетов «150» на определение степени загрязнения воздуха в кабине пилота. Проблема возник­ла зимой 1946-1947 гг. при госиспытаниях Як-15, когда во время продолжительных полетов (20-25 минут) в кабину стал проникать дым, появляющийся в результате пиролиза керосина и масла на горячих деталях двигателя. Даже при использовании летных очков дым раздражал слизистую оболочку глаз и очень мешал пилоту. Здесь необходимо сказать, что на первых реактивных само­летах подтекания и проливы топлива и масла при заправке двигателей были не исключением, а, скорее, правилом.

Это усугублялось частым ремонтом и регулированием самих двигателей, в результате чего на них постоянно присутствовали следы горюче-смазочных материалов. Естественно, что при работе двигателя в полете все это начинало дымить…

На самолете «150» с задачей справились успешно: на нижней части капота двигателя были сделаны отсасывающие «жабры», а впереди по полету – на створках шасси – нагнетающие. В моторном отсеке создавался необходимый перепад давлений и направленный поток воздуха, выводящий дым наружу. Этому способствовала и эшелонированная компоновка «150», позволяв­шая отделить кабину от моторного отсека герметичной переборкой. Иное дело реданная компо­новка Як-15. Здесь летчик фактически сидел верхом на двигателе, причем как раз над самой горячей его частью – турбиной, и изолировать кабину от попадания дыма оказалось гораздо труднее (аналогичная проблема обнаружилась и при испытаниях самолетов «152» и «156» Лавоч­кина). Сравнительные испытания самолетов «150» и Як-15 в ГК НИИ ВВС на наличие вредных газов в кабине пилота показали явное преимущество компоновки «150»-го: продуктов пиролиза керосина в кабине практически не наблюдалось, за исключением их легкого присутствия на взлете, когда отсасывающее действие встречного потока было еще недостаточным.

Перед передачей на государственные испытания один из «150» дорабатывался: на концах крыльев поставлены отогнутые на 35° вниз законцовки; уменьшена аэродинамическая компенсация руля высоты с 24 до 20%; кабина расширена на 80 мм и установлен новый фонарь; перекомпонованы приборы на приборной доске; поставлено катапультное кресло; установлено переднее и заднее бронирование кабины пилота; запас керосина увеличен с 597 до до 780 л; крыло сделано отъем­ным от фюзеляжа; расширен бортовой люк и сделан люк для подхода к пусковому моторчику; акку­му­лятор и кислородный баллон перенесены в переднюю часть фюзеляжа. После этих переделок самолет получил наименование «150М» и перед передачей в ГК НИИ ВВС произвел три дополни­тельных полета на оценку устойчивости и управляемости, «обжим» самолета и отстрел оружия в воздухе.

«150М» перед выходом на госиспытания, лето 1947 г.

Госиспытания «150М» начались 24 июля 1947 г. Их проводили летчик-испытатель В. Е. Голофастов и ведущий инженер В. И. Алексеенко. Уже 9 августа на самолете вышел из строя двигатель: в масле появилась металлическая стружка. К этому моменту было выполнено всего 14 полетов с общим налетом 7 часов 12 минут. Запасного двигателя не имелось, и испытания прервались на месяц. По просьбе главного конструктора их не возобновляли: на госиспытания был предъявлен самолет «156», имевший более высокие летные данные.

По сравнению с опытным «150» практически все летные характеристики самолета «150М» ухудшились: максимальная скорость снизилась с 878 до 805 км/ч, время набора высоты 5000 метров увеличилось с 4,8 до 7,2 минуты, что было вызвано увеличением полетного веса с 2973 до 3338 кг и увеличением лобового сопротивления (новый фонарь, законцовки крыльев, новая стойка антенны). Естественно, что в середине 1947 г. такие летные данные не отвечали требованиям, предъявляемым к реактивным истребителям. К тому же отмечалось, что соотношение путевой и поперечной устойчивости все еще неудовлетворительно, а кабина по-прежнему неудобна.

Испытания самолетов «150» и «150М» подтвердили, что на базе одного двигателя типа РД-10 создать полноценный боевой самолет практически невозможно. Тем не менее конструкторы в порядке инициативы попытались еще раз выявить потенциальные возможности машины данной схемы. Речь идет о создании одного из первых в СССР форсированных ТРД на базе серийного РД-10 (другая конструкция форсированного РД-10 была создана в ЦИАМе по заданию А. С. Яков­лева для Як-19).

Все началось еще в апреле 1945 г., когда С. А. Лавочкин принял «под свое покровительство» группу конструкторов, руководимую И. А. Меркуловым, который уже много лет работал над созданием прямоточных ВРД. В 1939 г. впервые взлетели ракеты, оснащенные его ПВРД, а в 1940 г. проходили испытания поликарповские И-15 и И-153, под крылом которых было установлено два меркуловских ДМ-2 – «дополнительных мотора». Работы Меркулова продолжались и в годы войны. Но несмотря на накопленный опыт, в 1944 г., видимо из-за неудачи с разработкой «прямоточек» для реактивного самолета «302» А. Г. Костикова, официальный интерес к ним пропал. Работать без перспективы трудно, поэтому группа Меркулова перевелась к Лавочкину, который больше других главных кон­структоров поддерживал поиски энтузиастов всех нетрадиционных типов двигателей. Меркулов, после знакомства с конструкцией РД-10, предложил повысить его тягу на 30-50% путем дополни­тельного сжигания горючего за турбиной. Конечно, Лавочкин поддержал предложение, поскольку для самолетчиков не было тогда большей проблемы, чем недостаточная тяга первых ТРД. Основ­ным организатором этого дела стал начальник только что созданной моторной лаборатории завода № 301 В. И. Нижний.

Строго говоря, дожигание топлива за турбиной форсированием двигателя не являлось, поскольку обороты, расход воздуха, давление топлива в основных форсунках не повышались, и ресурс оставался прежним. Но краткий термин «форсаж» сразу прочно приклеился к этому устройству, и в обиходе стал означать резкое повышение тяги (неважно каким способом).

Двигатель получил заводское обозначение «ЮФ» (ЮМО-форсированный). К началу ноября 1946 г. «ЮФ» прошел 25-часовые заводские стендовые испытания в моторной лаборатории. Ожидаемые характеристики подтвердились. Статическая тяга на земле составила 1240 кг. Летную отработку двигателя «ЮФ» провели на специально построенном для него истребителе «156» (первый в СССР взлет и полет «156» на форсаже состоялся 10 апреля 1947 г.).

Успешная доводка двигателя позволила одновременно с самолетом «150М» аналогично переобо­ру­довать еще один самолет «150», на котором вместо серийного РД-10 установили форсированный «ЮФ». Машина получила обозначение «150Ф» и прошла заводские испытания с 25 июля по 5 сентября 1947 г. Сочетание хорошей аэродинамики и форсированного двигателя позволило значительно улучшить скоростные качества: максимальная скорость составляла у земли 950 км/ч, на высоте 4320 метров – 915 км/ ч, и по этому показателю самолет «150Ф» уступал только МиГ-9 с форсиро­ван­ными РД-21. Время подъема на 5000 м составило 4,2 мин, а дальность на высоте 5000 метров – 487 км. Испытания «150Ф» показали, что форсаж значительно улучшает летные данные самолета, но в силу известных конструктивных недостатков дальнейших перспектив эта машина не имела и на госиспытания не передавалась.

«150Ф» на заводских испытаниях, июль-сентябрь 1947 г.

Двигатель «ЮФ»

Подведем итоги. За первые три послевоенных года наша авиапромышленность сделала большой шаг по преодолению отставания в области реактивной авиации. Глубокие изменения произошли как в области аэродинамических исследований и проектирования самолетов, так и в области техно­логии, производства новых типов авиационных двигателей, оборудования, вооружения. Получен значительный прирост максимальных скоростей полета. Первые реактивные истребители запущены в серийное производство, поступили на вооружение ВВС и, таким образом, долгожданное рождение отечественной реактивной авиации состоялось. Тем не менее, реактивная авиация все еще не могла полностью заменить поршневую по многим летно-тактическим данным, по надеж­ности в эксплуатации и ресурсу. Уровень в основном определялся используемыми двигателями. Хотя МиГ-9, Як-15 и Як-17 строились серийно в 1947-1948 гг., их общий выпуск невелик и в целом не превышал 30% от общего объема производства истребителей. Если принять во внимание очень низкий процент боеготовности, то приходится признать, что реальной боевой силой реактивные отечественные самолеты в те годы не стали.

ОКБ С. А. Лавочкина при создании легкого маневренного реактивного истребителя для воздушного боя пришлось немало потрудиться, познать ошибки при проектировании, трудности с производ­ством, влияние «большой политики» и проходящее через все красной нитью понимание того, что основной проблемой остается двигатель. Только в четвертой опытной реактивной машине – само­лете «156», оснащенном собственноручно изготовленным форсированным «ЮФ» – конструкторское бюро смогло приблизиться к желаемому результату, но не более. В серийное производство ни один из первых реактивных самолетов С. А. Лавочкина не попал, тогда как поршневые Ла-9 и Ла-11 строились самыми крупными во второй половине 40-х годов сериями.

Надо отметить, что в этот период такие страны, как Англия и США, по уровню двигателестроения ушли далеко вперед, их новейшие ТРД развивали тягу более 2000 кг и имели гораздо больший ресурс. Это позволило, даже не проводя кардинальных модернизаций, получить на старых само­летах типа «Метеор» и F-80 «Шутинг Стар» скорости порядка 950-970 км/ч. Еще 7 ноября 1945 г. «Метеор» F.4 фирмы «Глостер» с двумя двигателями Дервент-V фирмы «Роллс-Ройс» с тягой по 1590 кг установил мировой рекорд скорости 969,6 км/ч на трехкилометровой базе. 7 сентября 1946 г. этот рекорд на таком же самолете улучшили: достигнута скорость 991 км/ч. В свою очередь, этот рекорд был побит 19 июня 1947 г. специальным рекордным вариантом F-80R «Шутинг Стар» фирмы «Локхид», оснащенным двигателем Аллисон J-33-23 со впрыском воды, развивавшим тягу 2090 кг. Его результат – 998,08 км/ч. Серийные истребители не намного отставали от рекордных машин и, к тому же, используя подвесные баки, имели значительную дальность полета – до 1600-1700 км. Нам, чтобы достичь и превзойти этот уровень, требовались новые усилия.

Источник: Геннадий Серов «Трудный первенец» // Самолеты мира 05-06/1997