И снова продолжение статей про Як-9.

Як-9 - Универсальный солдат Часть 1 - рождение

Як-9 - Универсальный солдат. Часть 2 - буква "Т"

Як-9 - Универсальный солдат. Часть 3 - буква "Д"

Як-9 - Универсальный солдат. Часть 4 - "ДД"

Як-9 - Универсальный солдат. Часть 5 - "М"

Як-9 - Универсальный солдат Часть 6 М-106.

Як-9 - Универсальный солдат Часть 7 М-107

Як-9 - Универсальный солдат Часть 8 - "У"

Як-9 - Универсальный солдат Часть 9 - "УТ"

Як-9 - Универсальный солдат Часть 10 - "П"

Як-9 - Универсальный солдат. Последний бой.

Як-9 - Универсальный солдат. Часть 12. И швец, и жнец...

Таки да, снова Як-9 - универсал из универсалов. Собственно, список профессий - выше, а сегодня вспомнить еще об одной, которую Як-9 долго пытался освоить - и в общем все же освоил.
Что такое Як-5 и при чем тут И-28?


Что представляет человек, интересующийся авиацией Второй мировой увидев индекс И-28? Правильно, вот этот самолет, и чаще всего именно это фото.


И-28 - истребитель разработанный помощником Н.Н. Поликарпова, В.П, Яценко. Машина, которую выдавили с конвейера - в итоге, как выяснилось, в пользу откровенно посредственного ЛаГГа. А ведь она могла подойти под установку М-82 намного лучше...
А при заявлении про истребитель Як-5 будет либо недоумение, либо непонимание. Какой еще Як-5? Як-3 знаю, Як-4 знаю, Як-7 знаю, даже Як-6 транспортный - тоже слышал. Какой еще Як-5?

А вот этот.
Як-5, он же прототип высотного истребителя И-28 1940 года.

Еще до войны в ОКБ Яковлева начали работу над высотными истребителями. Основой стал, естественно, И-26 - но не только он. Цельнометаллический фюзеляж был взят от опытного И-30, и на него был установлен опытный двигатель М-105ПД - с нагнетателем Э-100 конструкции В.А. Доллежаля, а крыло получило автоматические предкрылки.

Владимир Антонович Доллежаль - человек из известной семьи. Его младший брат, Николай Антонович, дважды Герой Труда СССР был одним из создателей советской атомной бомбы. А сам Владимир - доктор технических наук, профессор - один из виднейших специалистов страны по моторостроению, заместитель А.А. Микулина.
Тот же Як-5 1940 года - перспективный высотный истребитель. И не только высотный

Именно он и предложил вариант нагнетателя Э-100, с турбомуфтой - которая позволяла подстраивать работу нагнетателя под изменение скорости и высоты полета. Точнее с турбомуфтами. Тремя.

Нагнетатель Э-100 имел две ступени (не скорости, а именно ступени - как на "Мерлинах" 60-й серии, например)

Вторая ступень работала постоянно, со взлета и подключалась напрямую, без передаточных устройств, раскручивая крыльчатку и нагнетая воздух в двигатель.

На первой расчетной высоте - которая составляла не 2000, а 2350 метров - с помощью турбомуфт подключалась первая ступень. Турбомуфты ее включали, выключали, а также меняли скорость вращения крыльчатки в зависимости от высоты полета - что позволяло поддерживать постоянное давление наддува до второй расчетной высоты - которая выросла с 4000 метров до 6650 тысяч метров.

Выше второй границы высотности мощность постепенно падала.

Найти графики мощность-высотность для М-105ПД и потенциального ПДФ не удалось, поэтому пришлось рисовать. Получилась примерно вот такая вот картинка - особенно интересен ПДФ. Просто представьте Як, имеющий в 1942 году на высоте 5000 метров не 900, а 1100 л.с., и без провалов мощности на 2000 метров. Скорость 620-630 км в час на 5000-6000 метрах была бы вполне реальной, а это - на равных с Bf-109G2. А ниже 3000 метров мессеру было бы очень невесело. Но, напоминаю - три турбомуфты. Которые должны автоматически подключаться и отключаться, плавно менять давление наддува.

Первый из таких двигателей, М-105ПД был установлен на высотный истребитель Як-5, получивший индекс И-28. Создание машины началось 10 июля, а закончена она была 29 октября 1940 года. Машина полетела 1 декабря 1940 года. Результат полета, полагаю, любители авиации понимали уже после упоминания о трех турбомуфтах. На 1940 год сам М-105 был новым, недоведенным двигателем, а тут еще сложнейшей нагнетатель ... мотор трясся, дымил, работал не стабильно. Э-100 отставили в сторону до лучших времен.

Вторая попытка, или как на старом Як-7 достать неуловимого?

Однако заниматься им пришлось в худшие. В 1942 году советские ВВС встретились надо Москвой с Ю-86.

Ну да, я не оговорился - с Ю-86. Старым бомбером еще времен испанской войны, переделанным в транспортник. Только его еще в разведчик переделали. Высотный разведчик.
Ju-86R1. От обычного Ju-86 отличается удлиненным крылом и моторами Junkers Jumo-207В, которые могли иметь устройство впрыска закиси азота. Дальность более 1700 км, максимальная скорость - 420 км в час, а крейсерская - всего-то 250 км в час. Легкая мишень, если бы не одно маленькое "но". Практический потолок - 14 400 метров. Вот он, ползет, как черепаха, летит к Москве (или Лондону) и фотографирует, фотографирует... Его прекрасно видят радары, четко идентифицируют - вот только достать его нечем. Вообще нечем - причем англичанам так же нечем как и СССР. Правда, англичане кое-как выкрутились создав высотные варианты Спитфайра VII - и то не факт, Юнкерс все равно летал выше и обнаружив противника вовремя имел возможность уйти.

Лучшим высотным истребителем на 1942 год был, пожалуй, МиГ-3. На высоте 7200 метров он мог разгоняться до скорости более 640 км в час. Это очень быстро и очень высоко - на такой высоте летали американские стратегические бомбардировщики бомбить Рейх.

Вот только Юнкерс-86 летит себе на 12 000. Или на 12 500. Или на 13 000. А у МиГа потолок - 12100. Фронтовые же Яки с М-105ПФ выше 5000 уже задыхаются. Вот он, Юнкерс, все его видят. А вот попробуй, достань.

Но - хочешь, не хочешь, а доставать надо. Вопрос поручили Яковлеву. Непонятно почему Яковлеву - всю войну высотные машины упорно делало КБ Микояна, и делало неплохо. Но - Верховный приказал, и снова пришлось браться за М-105ПД. Но в этот раз установили его на серийный Як-7Б N22-02.

Опытный Як-7ПД, переделанный из обычного Як-7Б. Под новый двигатель изменили мотораму, масло и бензосистему, сняли оба пулемета, переделали хвостовую часть по типу Як-1 с улучшенной аэродинамикой.
Высотный Як-7 показал неплохие ЛТХ.
В целом Як-7ПД превосходил по скороподъемности и Лавочкины, и МиГи (правда, выше 5000 метров МиГ был быстрее). Вот только доставать надо было не МиГ, а Юнкерс. Практически потолок нового Яка составил 11 300 метров, что явно было недостаточным для того чтобы достать Юнкерс. Кроме того, выявилась еще одна проблема - у турбомуфт не было своего насоса, они приводились от общей маслосистемы двигателя. Но выше 6800 метров давление падало - и эффективность работы нагнетателя Э-100 снижалась.
Достать Юнкерсы опять не удалось, и они летали и дальше. 12 ноября 1942 года вышло постановление ГКО - от Яковлева требовалось создать высотную машину, способную достать разведывательный Юнкерс.


Высотный Як-9, первый подход.



Двигатель М-105ПД установили на все тот же универсальный Як-9 - так и получился Як-9ПД. Вот, он, Як-9ПД, первый вариант. Кстати, самый кончик кока винта, похоже, действительно было окрашен в белый цвет - и на старых фото на фоне яркого неба иногда просто пропадает. Видимо, именно по этой причине на схемах для Як-9 ПД регулярно рисуют тупоносый "обрезанный" кок винта. Других причин я не нашел, хотя искал специально.
Основой стал планер обычного Як-9Д №1-29. На него установили тот же двигатель М-105ПД, и до лета 19443 года на аэродроме В.А. Доллежаль и представители КБ, вместе с периодически контролирующим работу А.С. Яковлевым колдовали над машиной.

Колдовали, колдовали, да не выколдовали. 2 июня 1943 года Юнкерс прилетел опять.


Як-9ПД с двигателем М-105ПД, лето 1943 года. Тот самый, №29, с белым кончиком кока винта. Обратите внимание - насколько увеличена "борода" радиатора под носом. В попытке обеспечить нормальную температуру воды, масла и работу нагнетателя что только с ним не делали - в какой-то момент на крыле появилась длинная конструкция, напоминающая граммофонную трубу, которую Яковлев распорядился убрать. На что получил ответ от Доллежаля: "Если вы это говорите как замнаркома - я подчиняюсь, а если как конструктор конструктору - я категорически против!". Но и труба толком не помогла.


На перехват взлетел летчик-инструктор по технике пилотирования 6-го авиакорпуса ПВО подполковник Л. А. Шолохов. Набрав высоту 11650 метров (по прибору) он находился ниже противника на 1000 - 11500 метров, и в этот момент мотор заглох. Заработал снова на высоте 10 800 метров, пилот снова пошел вверх - на высоте 11 400 мотор перегрелся, температура охлаждающей жидкости дошла до 112 градусов, фонарь кабины обледенел. Пришлось садиться.

28 августа за высотным разведчиком гонялась целая компания - на перехват подняли 15 истребителей, среди них 3 Як-9ПД и 2 "Spitfire IX"

Ближе всех к Юнкерсу подобрался один из "Spitfire IX" - Юнкерс шел немного ниже, чем в прошлый раз, и на высоте 11 500 метров лейтенант Семенов, находясь ниже на 500 метров и отставая на 200 метров, даже вел огонь с кабрирования - безрезультатно, а после нескольких десятков выстрелов отказали пушки. На отходе на высоте 11 000 метров разведчика преследовал Як-9 ПД младшего лейтенанта Наливайко но выйти на позицию для открытия огня не смог.

Схема Як-9ПД - еще с коротким крылом и без гермокабины
Доработка машины шла дальше. На нее планировали установить гермокабину конструкции Щербакова, но она дошла до Як-9ПД только в 1944 году. А вот сразу после неудачных попыток перехвата начались работы по увеличению размаха крыла на 1 метр - чтобы повысить высотность. Однако толку было немного - двигатель упорно перегревался.

"Сто шестой" мотор - попытка вторая.


Да, дальнейшее развитие высотных Яков шло на базе мотора М-106ПВ - "повышенной высотности". От обычного М-106 он отличался все тем же нагнетателем Э-100 конструкции В.А Доллежаля - и нужно отметить, что к этому моменту его сумели отработать очень хорошо. И доработать - на М-105ПД в конце концов высотность удалось повысить до 8,5 километров - изначально планировалось 650 метров.

М-106 казался еще более перспективным - вторая граница высотности на нем составила 9,5 километров. С 15 по 18 октября 1943 года эту машину тоже испытали - и добрались до 13 100 метров.

Однако и этот двигатель перегревался. Причиной перегрева являлось то, что нагнетатель Э-100 сильно сжимал нагнетаемый воздух - а воздух, как известно, при сжимании нагревается. С этой же проблемой сталкивались и англичане, и немцы. Немецкие мотористы для охлаждения решили использовать впрыск водно-спиртовой смеси, а вот англичане на "Мерлине" установили дополнительный радиатор (сейчас это называется "интеркулер").

Яковлев и моторостроители ЦИАМ выбрали первый вариант.

Новый высотный Як делали на базе нового Як-9У, выпуска завода №166 и провели массу доработок.

И главное - за нагнетателем установили устройство впрыска водно-спиртовой смеси, в соотношении 50 на 50 - фактически аналог немецкого MW-50. Главной ее задачей было - охладить нагретый нагнетателем воздух за счет испарения смеси.

Тот самый Як-9ПД №29 - с котрого и началась работа по созданию высотного Як-9



То есть к 1944 году, получив новую версию двигателя М-106 Як-9 наконец-то вышел на заданные высоты и мог перехватывать Ju-86. Задание было выполнено. Было построено 35 едениц Як-9ПД и все поступили в ПВО страны.

Вот только Юнкерсы над Москвой к этому моменту уже не появлялись - им почему-то стало очень сильно не до того.

P.S.

Вот ведь как оно получается - уже в 1943 году вовсю летал не просто М-106, но даже его высотный вариант, со сложным нагнетателем Э-100. В 1942 году от доводки М-106 отказались, но он все-таки был доведен!

А если бы обычная версия М-106 пошла в серию - просто представьте, каким мог быть Як-3 М-106! У земли и до 2000 метров - 1350 л.с., а на высоте 4,5 тысячи метров - до 1250 л.с. вместо 1000, на четверть мощнее. Скорость у самой земли вряд ли сильно выросла бы, но на 2000 метров он прибавил бы очень сильно, а с ростом высоты вполне мог бы добраться до 680 км в час, существенно улучшив высотные характеристики - такой Як-3 мог бы стать чемпионом без всяких оговорок.

При написании статьи использовались следующий источники

1. Н. В. Якубович. Неизвестный Яковлев. «Железный» авиаконструктор - https://arsenal-info.ru/b/book/108010072
2. Сайт "Уголок неба", http://www.airwar.ru/
3. Сайт "Авиация второй мировой",https://airpages.ru/
4. Форумы Авиабазы https://forums.airbase.ru/2015/10/t17573_3--yak-9.html
5. Сайт Антология Як http://airfield.narod.ru/index.html
6. Интернет-музей российской авиации http://авиару.рф/
7. Сайт Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова https://ciam.ru

Написано неплохо, я считаю. Немногим удаётся интересно писать технические тексты.
Ну и как зануда: летом 1943 Spitfire Mk IX в ПВО Москвы не было. Семёнов из 16 ИАП пытался достать Юнкерс на пятёрке

Тогда он герой - на пятерке залезть почти на 12000 и вести огонь по Юнкерсу - это сильно.

Безусловно. Во всех смыслах. К Герою Советского Союза представлялся, но не получил.
У Николая Андреевич 13 побед.



Каждый из них был героем. Как у тебя в статье написано - проблемы с перегревом на потолке у всех. Пожар мотора - и придётся прыгать в - 50, и сможешь ты спуститься на парашюте живым или погибнешь без кислорода - большой вопрос...