Яковлев Як-1: История создания советского истребителя

Введение

Семейство истребителей 1940-х годов конструкции Яковлева

Яковлев Як-1 (Яковлев Як 1) — советский истребитель времен Второй мировой войны. Як-1 представлял собой одноместный моноплан с композитной конструкцией и деревянными крыльями, производство которого началось в начале 1940 года. Як-1 был маневренным, быстрым и конкурентоспособным истребителем. Композитная деревянная конструкция облегчала обслуживание, а двигатель оказался надежным. Он послужил основой для последующих разработок конструкторского бюро Яковлева и стал родоначальником семейства самолетов, всего было построено около 43 000 единиц. В качестве награды конструктору Александру Яковлеву был вручен орден Ленина (высшая гражданская награда, которой награждал Советский Союз), денежный приз в размере 100 000 рублей и автомобиль ЗИС.

Проектирование и разработка

До войны Яковлев был наиболее известен как конструктор легких спортивных самолетов. Его легкий бомбардировщик Як-4 произвел на советское правительство достаточное впечатление, чтобы отдать ОКБ приказ разработать новый истребитель с двигателем с жидкостным охлаждением Климова М 106 В 12. Официальные технические требования, выпущенные 29 июля 1939 года, предусматривали создание двух прототипов – I 26-1 с максимальной скоростью на высоте , крейсерской дальностью , временем набора высоты ) менее 11 минут, вооруженных двумя пулеметами ШКАС и одним крупнокалиберным пулеметом Березина БС. I 26-2 оснащался турбонаддувным двигателем М 106 с максимальной скоростью на высоте и вооружением из двух пулеметов ШКАС. Конструкция в полной мере использовала опыт ОКБ Яковлева в области спортивных самолетов и обещала маневренность, а также высокую максимальную скорость. Поскольку двигатель М 106 задерживался, конструкция была изменена с использованием двигателя Климова М 105П В 12, с пушкой ШВАК в "V"-образном развале цилиндров, в мотогондольной установке. I 26-1 совершил первый полет 13 января 1940 года и страдал от перегрева масла, который так и не был полностью устранен, что привело к 15 аварийным посадкам в ходе ранних испытаний. 27 апреля 1940 года I 26-1 потерпел крушение, в результате чего погиб летчик-испытатель Ю.И. Пьонтковский. Расследование катастрофы показало, что пилот выполнил два последовательных бочковых виража на малой высоте, что являлось нарушением плана летных испытаний. Предполагалось, что во время первого виража основная стойка шасси была разблокирована, что привело к ее прохождению сквозь крыло во время второго виража. Высказывались предположения, что отклонение Пьонтковского от плана полета было вызвано разочарованием тем, что его самолет использовался для испытаний двигателя, в то время как I 26-2, построенный с учетом опыта, полученного при работе с I 26-1, уже выполнял фигуры высшего пилотажа. Технические проблемы с узлами и агрегатами, поставляемыми разными поставщиками, увеличили вес I 26-2 выше запланированных значений, что ограничило перегрузку планера до 4,4 g, при этом перегрев масла продолжался. Множество дефектов привели к тому, что I 26-2 не прошел государственные испытания в 1940 году. К счастью для Яковлева, его конкуренты, I 200 (будущий МиГ-3) и I 301 (будущий ЛаГГ-3), также не прошли испытания. Затребованные улучшения были внесены в I 26-3, который был передан для испытаний 13 октября 1940 года. Хотя он был принят 9 декабря 1940 года, самолет все еще оставался незавершенным, а проблемы с двигателем так и не были решены. Трудные и медленные испытания и разработки вызывали обеспокоенность советских чиновников, поскольку I 26 был запущен в производство под названием "Як-1" 19 февраля 1940 года, всего через месяц после первого полета I 26-1. Этот шаг был призван сократить время между прототипом и началом серийного производства; I 200 и I 301 также были заказаны для производства. Як-1 был медленнее, чем I 200, и имел меньшее вооружение, чем I 301, но имел преимущество в том, что его разработка началась раньше, что давало ему устойчивое преимущество в испытаниях и доводке перед конкурентами. В связи с операцией «Барбаросса» – вторжением войск стран Оси в Советский Союз 22 июня 1941 года – разработка перспективных конструкций, таких как Поликарпов И-185, оказалась невозможной. Возможно, Яковлев был любимцем Иосифа Сталина, что могло сыграть Яку-1 на руку. Одновременное производство и испытания конструкции, требующей стольких доработок, как I 26, привели к серьезным сбоям в производстве. К 1941 году в чертежи было внесено почти 8000 изменений, в следующем году – еще 7000, а в 1942 году – еще 5000. Производство было еще больше замедлено из-за нехватки двигателей, винтов, радиаторов, колес и пушек. Нехватка качественных материалов привела к тому, что фанера отслаивалась от крыльев нескольких самолетов. Завод №292, основной производитель Як-1, был разбомблен 23 июня 1941 года и сгорел дотла; производство возобновилось среди руин 29 июня. Из-за больших допусков каждый самолет был уникальным, и рабочие, выполнявшие окончательную сборку, должны были соединять различные компоненты. Левая и правая основные стойки шасси могли иметь разную длину и разные углы наклона относительно фюзеляжа, что требовало регулировки их креплений для обеспечения ровной установки самолета, а детали часто не были взаимозаменяемыми. Производство Як-1 было завершено в июле 1944 года, было построено около 8700 единиц.

Before the war, Yakovlev was best known for building light sports aircraft. His Yak 4 light bomber impressed the Soviet government enough to order the OKB to design a new fighter with a Klimov M 106 V 12 liquid cooled engine. Formal specifications, which were released on 29 July 1939, called for two prototypes – I 26 1 with a top speed of at , combat range of , a climb to ) of under 11 minutes, armed with 2 × ShKAS machine guns and 1 × Berezin BS heavy machine gun. I 26 2 had a turbocharged M 106 engine with a top speed of at and armament of 2 × ShKAS machine guns. The design took full advantage of Yakovlev OKB's experience with sports aircraft and promised agility as well as high top speed. Since the M 106 was delayed, the design was changed to incorporate the Klimov M 105P V 12 engine, with a ShVAK cannon in the "vee" of the engine block, in a motornaya pushka mount. I 26 I first flew on 13 January 1940 and suffered from oil overheating which was never completely resolved, resulting in 15 emergency landings during early testing. On 27 April 1940, I 26 1 crashed, killing its test pilot Yu. I. Piontkovskiy. The investigation of the crash found that the pilot had performed two consecutive barrel rolls at low altitude, which was in violation of the test flight plan. It was believed that during the first roll, the main landing gear became unlocked, causing it to crash through the wing during the second roll. It has been speculated that Piontkovskiy's deviation from the flight plan was caused by frustration that his aircraft was being used for engine testing while I 26 2, built with the lessons of I 26 1 in mind, was already performing aerobatics. Technical problems with sub assemblies provided by different suppliers raised the I 26 2's weight above projected figures, which restricted the airframe to only 4.4 G, while oil overheating continued to occur. The many defects caused I 26 2 to fail government testing in 1940. Fortunately for Yakovlev, its competitors, I 200 (future Mikoyan Gurevich MiG 3) and I 301 (future LaGG 3), also failed testing. Requested improvements were incorporated into I 26 3, which was delivered for testing on 13 October 1940. Although it passed on 9 December 1940, the aircraft was still very much unfinished, its engine problems still unresolved. Troublesome and slow testing and development concerned Soviet officials, since I 26 was ordered into production under the name "Yak 1" on 19 February 1940, a mere month after I 26 1 made its maiden flight. The gamble was intended to reduce the time between the prototype and the beginning of production of service aircraft; the I 200 and I 301 were also ordered into production. The Yak 1 was slower than the I 200 and less heavily armed than the I 301, it enjoyed the advantage of having been started earlier, which gave it a consistent lead in testing and development over its competitors. Due to Operation Barbarossa the Axis invasion of the Soviet Union on 22 June 1941, development of promising designs, like the Polikarpov I 185, proved unfeasible. Yakovlev might have been Joseph Stalin's favorite, which may have been in the Yak 1's favor. Simultaneous manufacturing and testing of a design that required as many improvements as I 26 caused much disruption of production. Almost 8,000 changes were made to the blueprints by 1941, with an additional 7,000 implemented the following year and 5,000 more in 1942. Production was further slowed by shortages of engines, propellers, radiators, wheels and cannons. Shortages of quality materials resulted in plywood being shed from the wings of several aircraft. Factory No.292, the main manufacturer of Yak 1s was bombed on 23 June 1941 and burned to the ground; production resumed amid the ruins on 29 June. Due to loose tolerances, each aircraft was unique, with workers performing the final assembly having to mate dissimilar components. The left and right main landing gear could be of different lengths and different angles relative to the aircraft, which required adjusting their attachments to ensure an even stance for the aircraft and parts were often not interchangeable. Production of the Yak 1 ended in July 1944, with somewhere around 8,700 built.

Эксплуатационная история

К моменту операции "Барбаросса" 22 июня 1941 года было построено 425 Як-1, хотя многие находились в пути или были еще не достроены. 92 машин были полностью готовы к эксплуатации в западных военных округах, но большинство было потеряно в первые дни войны. Як-1 создавался как истребитель сопровождения для тактических бомбардировщиков Ил-2, и бои проходили на малых высотах, где Як-1 проявлял себя наилучшим образом. Як-1 продемонстрировал значительное преимущество над советскими истребителями-конкурентами. Полный круг Як-1М выполнял всего за 17 секунд. МиГ-3, обладавший лучшими высотными характеристиками, был слаб на малых и средних высотах, а его слабое вооружение делало его непригодным для штурмовых действий. LaGG-3 испытывал значительное снижение летных характеристик (до на некоторых самолетах) по сравнению с прототипами из-за отсутствия опыта у производителя в работе со специальной деревянной конструкцией, которая деформировалась и гнила под воздействием погодных условий. Обшивка из фанеры Як-1 также страдала от непогоды, но стальной каркас сохранял самолет в основном целым. Ранние самолеты страдали от утечек топлива, а топливные баки, сваренные точечной сваркой, разрушались из-за вибрации. У первых моделей фонарь кабины не открывался в определенных условиях, и некоторые пилоты снимали подвижную часть фонаря. Первые 1000 Як-1 не были оснащены радиостанциями; радиооборудование стало обычным весной 1942 года и обязательным к августу 1942 года, но советские радиостанции были печально известны своей ненадежностью и малым радиусом действия, поэтому их часто удаляли для снижения веса. Двигатель М-105 не переносил отрицательных перегрузок, что приводило к прекращению подачи топлива и поломкам магнето, регуляторов скорости и утечкам масла из редукционного вала. Як-1 превосходил Bf 109E, но уступал Bf 109F – своему основному противнику – по скороподъемности на всех высотах, хотя мог выполнять круг за то же время (20–21 секунда на ). Bf 109, оснащенный автоматическими предкрылками, имел меньшую скорость сваливания и был более стабильным в резких поворотах и фигурах высшего пилотажа. Симуляция боя между Яком (с двигателем М-105ПФ) и Bf 109F показала, что "Мессершмитт" имел лишь незначительное преимущество в маневренности на , хотя немецкий истребитель мог получить существенное преимущество над Як-1 в течение четырех-пяти виражей "лоб в лоб". На высоте , возможности двух истребителей были почти равны, поскольку бой сводился к лобовым атакам. На высотах более , Як был более маневренным. Номинальная скорость двигателя на малых высотах снижалась до 2550 об/мин, что уменьшало превосходство Bf 109F на этих высотах. Як-1 нравился своим пилотам; Николай Г. Голодников считал, что Як-1Б, пилотируемый опытными летчиками, мог бы встретиться с Bf 109F 4 и G 2 на равных. Французская эскадрилья "Нормандия-Нимен" выбрала примитивную модель Як-1М (с укороченным фюзеляжем для обеспечения кругового обзора), когда она была сформирована в марте 1943 года. Двадцать четыре этих самолета были отправлены в 586-й истребительный авиационный полк, в котором служили единственные в мире женщины-асы: Катя Буданова (5 побед) и Лидия Литвяк (количество побед варьируется от 5 до 12, плюс две общие). Литвяк летала на Як-1 "Желтый 44" с антенной мачтой, сначала в 296-м истребительном авиационном полку, а затем в 73-м гвардейском истребительном авиационном полку, до своей гибели в бою 1 августа 1943 года. Другим асом, летавшим на Як-1, был Михаил Баранов, который одержал все свои 24 победы на нем, включая пять за один день (четыре Bf 109 и один Ju 87, 6 августа 1942 года). Як-1 также был первым типом самолета, поступившим на вооружение [[Военно-воздушных сил Организации польской армии]] в конце войны (1-й польский истребительный полк "Варшава"). Советская система наименований скрывает тот факт, что Як-1 и его последователи – Як-7, Як-9 и Як-3 – по сути являются одной и той же конструкцией, подобно многочисленным вариантам Spitfire или Bf 109. Если бы Яки рассматривались как один тип, то 37 000 построенных самолетов стали бы самым массовым истребителем в истории. Это также сделало бы Як одним из самых производимых самолетов в истории, примерно равным самому известному советскому штурмовику Второй мировой войны, Ил-2. Потери были самыми высокими среди всех типов истребителей, состоявших на вооружении СССР: с 1941 по 1945 год ВВС КА потеряли 3336 Як-1: 325 в 1941 году, 1301 в 1942 году, 1056 в 1943 году, 575 в 1944 году и 79 в 1945 году.

At the time of Operation Barbarossa on 22 June 1941, 425 Yak 1s had been built, although many were en route or still incomplete. 92 machines were fully operational in the Western Military Districts but most were lost in the first days. The Yak 1 was built as an escort fighter for Il 2 tactical bombers and combats took place below , where the Yak 1 performed the best. The Yak 1 proved to have a significant advantage over its Soviet competitors. A full circle turn took just 17 seconds in the Yak 1M. The MiG 3, which had the best high altitude performance, did poorly at low and medium altitudes and its light armament made it unsuitable for ground attack. The LaGG 3 experienced a significant degradation in performance (as much as on some aircraft) compared to its prototypes due to the manufacturer's inexperience with its special wooden construction, which suffered from warping and rotting when exposed to the elements. The Yak 1's plywood covering also suffered from the weather, but the steel frame kept the aircraft largely intact. Early aircraft suffered from fuel leaks, spot welded fuel tanks failing from vibration. The canopy could not be opened under certain conditions in earlier models and some pilots had the sliding portion of the canopy removed. The first 1,000 Yak 1s had no radios; wireless equipment became common by spring 1942 and obligatory by August 1942 but Soviet radios were notoriously unreliable and short ranged, so they were frequently removed to save weight. The M 105 could not tolerate negative G forces which starved it of fuel and suffered from breakdowns of magnetos, speed governors and emitted oil from the reduction shaft. The Yak 1 was better than the Bf 109E but inferior to the Bf 109F – its main opponent – in rate of climb at all altitudes, although it could complete a circle at the same speed (20–21 seconds at ). The Bf 109, with its automatic wing slats, had a lower stall speed and was more stable in sharp turns and vertical aerobatic figures. A simulated combat between a Yak (with M 105PF engine) and a Bf 109F revealed that the Messerschmitt had only marginally superior maneuverability at , though the German fighter could gain substantial advantage over the Yak 1 within four or five nose to tail turns. At , the capabilities of the two fighters were nearly equal, as combat was essentially reduced to head on attacks. At altitudes over , the Yak was more manoeuvrable. The engine's nominal speed at low altitudes was lowered to 2,550 rpm, and the superiority of the Bf 109F at these altitudes was reduced. The Yak 1 was well liked by its pilots; Nikolai G. Golodnikov considered that the Yak 1B, flown by experienced pilots, could meet the Bf 109F 4 and G 2 on equal terms. The French Normandie Niemen squadron selected the primitive model Yak 1M (that had a cut down fuselage to allow all round vision) when it was formed, in March 1943. Twenty four of these aircraft were sent to the all female 586th Fighter Aviation Regiment, whose pilots included the world's only female aces: Katya Budanova, with 5, and Lydia Litvyak (claims range between 5 and 12, plus two shared). Litvyak flew Yak 1 "Yellow 44", with an aerial mast, at first in 296th Fighter Aviation Regiment and then with 73rd Guards Fighter Aviation Regiment, until her death in combat on 1 August 1943. Another ace who flew the Yak 1 was Mikhail Baranov, who scored all his 24 victories with it, including five in a day (four Bf 109s and a Ju 87, on 6 August 1942). The Yak 1 was also the first type operated by the [[Air Force of the Polish Army Organization at the end of the war (1st Polish Fighter Regiment "Warsaw"). Soviet naming conventions obscure the fact that the Yak 1 and its successors – the Yak 7, Yak 9 and Yak 3 – are essentially the same design, comparable to the numerous Spitfire or Bf 109 variants. Were the Yaks considered as one type, the 37,000 built would constitute the most produced fighter in history. That total would also make the Yak one of the most prolific aircraft in history, roughly equal to the best known Soviet ground attack type of World War II, the IL 2 Shturmovik. Losses were the highest of all fighter types in service in the USSR: from 1941 to 1945, VVS KA lost 3,336 Yak 1s: 325 in 1941, 1,301 the following year, 1,056 in 1943, 575 in 1944 and 79 in 1945.

Варианты

Я-26 (также известный как Я-26) – Первый прототип Як-1 и прародитель всех поршневых истребителей Яковлева времён Второй мировой войны. Имел смешанную конструкцию из стальных труб и дерева, лёгкий Я-26 демонстрировал многообещающие характеристики и был запущен в производство как Як-1. UTI-26 – Третий и четвёртый Я-26 были доработаны в двухместные учебные самолёты и производились как истребители Як-7. Я-28 – Прототип высотного перехватчика с двигателем Климова М-105ПД, разработанный на базе Я-26 (2). Отличался от Я-26 цельнометаллическим фюзеляжем и хвостовым оперением, а также автоматическими предкрылками на слегка уменьшённых и переработанных крыльях. Был построен один экземпляр, совершивший первый полёт 1 декабря 1940 года. Из-за многочисленных недостатков двигателя в серийное производство не поступил, но послужил основой для высотных модификаций Як-7 и Як-9. Я-30 (Як-3) – Развитие Я-26 с цельнометаллическим крылом с предкрылками. Снижение веса и объёма использовалось для установки дополнительного вооружения и увеличения топливной ёмкости. Было построено два прототипа: Я-30-1, вооружённый тремя пушками ШВАК и двумя пулемётами ШКАС, и Я-30-2 с двумя дополнительными ШКАС. В серийное производство не поступал. Обозначение Як-3 было повторно использовано для другого истребителя. См. Яковлев Як-3. Як-1 – Одноместный истребитель. Первоначальная серийная версия. Як-1б – ("b" было неофициальным обозначением; после октября 1942 года все Як-1 строились по этому стандарту). Новый фонарь кабины типа "пузырь" с опущенным задним фюзеляжем, усиленная бронезащита, пулемёты ШКАС заменены на единый пулемёт Березина УБС, электрический и пневматический способ перезарядки оружия вместо механического, новая штурвальная рукоятка по образцу Messerschmitt Bf 109, новый прицел, герметичный фюзеляж, убирающееся хвостовое колесо, улучшенная система охлаждения двигателя, двигатель Климова М-105ПФ с улучшёнными характеристиками на малых высотах. Первый полёт (самолёт №3560) состоялся в июне 1942 года, а серийное производство началось в августе. Всего было построено 4188 машин. Як-1М – Прототип Як-3 с уменьшённой площадью крыла, переработанными воздухозаборниками системы охлаждения, сниженным общим весом и модернизированным двигателем. Было построено два экземпляра. Як-7УТИ – Первоначальная серийная версия UTI-26. Як-7 – Модификации Як-7УТИ и новое производство истребительной версии Як-7УТИ. Ряд других модификаций Як-1 не получили специальных обозначений. К ним относятся прототипы с двигателями Климова ВК-106 и Климова ВК-107, серийные самолёты, способные нести подвесные топливные баки, серийные самолёты с возможностью подвески шести ракет РС-82 или двух бомб, а также облегчённые версии для противовоздушной обороны.

I 26 (also known as Ya 26) – The first prototype of the Yak 1 and progenitor of all Yakovlev's piston engined fighters of World War II. Of mixed steel tube and wood construction the lightweight I 26 displayed promising performance and was produced as the Yak 1. UTI 26 – The third and fourth I 26s were completed as dual control trainers, produced as a fighter as the Yak 7. I 28 – High altitude interceptor prototype with Klimov M 105PD engine developed from I 26 2. Differed from I 26 in having an all metal fuselage and tail and automatic, leading edge slats on slightly smaller and reshaped wings. One aircraft was built, first flying on 1 December 1940. It did not enter production due to many deficiencies of the engine but served as the basis for high altitude versions of Yak 7 and Yak 9. I 30 (Yak 3) – Development of I 26 with an all metal wing with leading edge slats, weight and space savings were used for additional armament and greater fuel capacity. Two prototypes built – I 30 1 armed with 3 × ShVAK cannons and 2 × ShKAS machine guns, and I 30 2 with two additional ShKAS. It did not enter production. The name Yak 3 was re used for a different fighter. See Yakovlev Yak 3. Yak 1 – Single seat fighter aircraft. Initial production version. Yak 1b – ("b" was an unofficial designation; after October 1942, all Yak 1s were built to this standard). New bubble canopy with lowered rear fuselage, increased armor, ShKAS machine guns replaced with a single Berezin UBS, electrical and pneumatic firing of the weapons instead of the mechanical system, new control stick based on the Messerschmitt Bf 109 design, new gunsight, airtight fuselage, retractable tailwheel, improved engine cooling, Klimov M 105PF engine with better low altitude performance. The first flight (aircraft No.3560) took place in June 1942, with aircraft entering production in August. A total of 4,188 were built. Yak 1M – Yak 3 prototype with a smaller wing, revised cooling intakes, reduced overall weight and upgraded engine. Two were built. Yak 7UTI – Initial production version of the UTI 26. Yak 7 – Conversions of Yak 7UTI and new production of fighter version of Yak 7UTI. Several other Yak 1 variants did not receive special designations. These include prototypes with Klimov VK 106 and Klimov VK 107 engines, production aircraft capable of carrying external fuel tanks, production aircraft with the ability to carry 6 × RS 82 rockets or 2 × bombs, and lightened versions for air defense.