Серийное производство и модификации
Серийное производство и модификации
В соответствии с указом НКАП СССР серийный выпуск истребителей ЛаГГ-3 должен был начаться 9 декабря 1940 года одновременно на пяти заводах, в том числе на заводе № 21 в Горьком, № 31 в Таганроге и № 23 в Ленинграде. Гудков остался в Химках, получив должность главного конструктора ОКБ-301. Там он работал над истребителем Гу-1, который по схеме повторял американский истребитель P-39 «Аэрокобра».
Вынужденная посадка в результате отказа шасси на ЛаГГе-3 3-й производственной серии № 273130, выпуска завода № 31. Пилотировал самолет В. Н. Кузеев, 27 мая 1941 года. На самолете отсутствует камуфляж, имеются только опознавательные знаки. Капот загрунтован грунтовкой 138А.
Остальные конструкторы были командированы на заводы помогать в налаживании выпуска. Горбунов оказался в Таганроге, а Лавочкина отправили в Ленинград вместе с частью коллектива ОКБ-301.
Быстрее всего удалось наладить выпуск самолетов в Ленинграде на заводе № 23. В декабре 1940 планировалось построить пять самолетов ЛаГГ-1. В следующем 1941 году план предусматривал уже выпуск только одних ЛаГГов-3. Первый ЛаГГ-3 облетали в феврале 1941 года. Выпуск истребителей нарастал постепенно. К моменту эвакуации из Ленинграда завод успел передать армии только 65 машин.
С января 1941 года выпуск ЛаГГов-3 пошел быстрее, так как к нему подключился завод в Горьком. Параллельно с ЛаГГами в Горьком продолжали собирать И-16 тип 29.
ЛаГГ-3 имел практически цельнодеревянную конструкцию. Металлическими были только каркасы рулей высоты и направления, обтянутые тканью. В связи с этим горьковскому заводу пришлось перестраивать технологию. Дело в том, что у И-16 тип 29 дюралевые части составляли до 32 % конструкции самолета, тогда как деревянных частей было всего 10 %. В отношении ЛаГГа-3 (тип 31) пропорция была прямо противоположной: более 30 % деревянных деталей и только 12 % деталей из дюраля.
Вынужденная посадка в результате отказа шасси на ЛаГГе-3 5-й производственной серии № 3121565, выпуска завода № 21. Пилотировал самолет Г. М. Иванов, 26 июня 1941 года. Видна широкая антенная мачта.
Вынужденная посадка в результате отказа шасси на ЛаГГе-3 3-й производственной серии № 273159, выпуска завода № 31. Пилотировал самолет Г. М. Рыбин, 9 июля 1941 года. Самолет только загрунтован.
Первый серийный самолет, собранный в Горьком, поднялся в воздух 23 января 1941 года. Его облетал летчик-испытатель Никашин. Но в ходе испытаний обнаружилось столько недостатков, что военные приняли самолет лишь 24 февраля!
Один из первых самолетов, собранных заводом № 21, предназначался для заводских и государственных испытаний. Чтобы ускорить ход испытаний, они проводились на заводском аэродроме. В начале 1941 года в Горький выехала делегация НИИ ВВС под руководством М. И. Таракановского. Летчиком-испытателем программы был А. И. Никашин. Снова был составлен список недостатков, обязательных к устранению. Но решение о выпуске ЛаГГа-3 было принято на уровне Политбюро ВКП(б), поэтому мнение специалистов уже имело только рекомендательный характер.
Во время первомайского парада планировалось показать полет 50 ЛаГГов-3, но к 22 апреля удалось собрать только 20 машин, но и те нуждались в доделке. Главной проблемой были протечки в гидравлической системе. Частично проблему с текущей гидравликой удалось решить, заклинив хвостовое колесо в выпущенном положении. Когда до парада оставалась неделя, подготовка к пролету ЛаГГов шла полным ходом. Позднее самолеты, участвовавшие в параде, получили вооружение.
Завод № 21 спешил, чтобы уложиться в сроки поставок новых самолетов. Из-за этой спешки страдало качество самолетов. Небрежная внешняя отделка, заклиненное в выпущенном положении хвостовое колесо, антенная стойка — все это отрицательно сказалось на летных качествах серийных самолетов. Долгое время не удавалось подобрать вооружение для ЛаГГа-3. Причиной тому была нехватка авиационных пушек и крупнокалиберных пулеметов. Кроме того, сам замысел соединить мощное вооружение с высокими летными характеристиками самолета был нетривиален. Так как пушка МП-6 в серию не пошла, ее решили заменить тремя крупнокалиберными пулеметами БС. Самолеты первых двух производственных серий и частично третьей серии, выпущенные на заводе № 21, были вооружены четырьмя синхронизированными пулеметами: двумя 7,62-мм ШКАС и двумя 12,7-мм БС. Дополнительно один БС ставили в развал блока цилиндров на место пушки. В первом полугодии 1941 года завод № 21 выпустил 214 самолетов (то есть меньше половины запланированного количества). Часть машин поступила в распоряжение ОКБ и НИИ ВВС. В феврале 1941 года выпуск ЛаГГов-3 начался на заводе № 31 в Таганроге (первый самолет поднялся в воздух 23 февраля) и на заводе № 165 в Ростове. В мае 1941 года выпуск начался на заводе № 153 в Новосибирске. Но эти три вместе взятые завода выпускали самолетов меньше, чем один завод в Горьком. В марте нарком Шахурин предложил начать выпуск самолетов на заводе № 600 в Урумчи в Китае, но эта идея не получила поддержки правительства.
Самолет ЛаГГ-3 № 3121715, 7-я производственная серия завода № 21 во время контрольных испытаний в НИИ ВВС в августе 1941 года. Вид спереди.
Самолет ЛаГГ-3 № 3121715, 7-я производственная серия завода № 21 во время контрольных испытаний в НИИ ВВС в августе 1941 года. Вид сбоку.
Бомбы ФАБ-50 и ФАБ-100, подвешенные на замке МЗД-40, которым оснащались самолеты 12-й серии до 97-го самолета.
Ракетные снаряды РС-82 на направляющих РО-82, самолеты 12-й производственной серии, начиная с 97-го самолета.
Самолет ЛаГГ-3 № 3121715, 7-я производственная серия завода № 21 во время контрольных испытаний в НИИ ВВС в августе 1941 года. Хвостовое оперение, приборная доска, левый и правый борт кабины пилота.
В результате модификаций и устранения недостатков взлетная масса самолета постоянно росла. Обнаруживались все новые и новые недостатки. За неделю до начала войны на самолете, пилотировавшемся К. А. Груздевым, во время полета сорвало фонарь кабины, что едва не закончилось катастрофой. В глубоком пикировании возникала вибрация рулей. Поэтому максимальную скорость самолета ограничили 550 км/ч.
Самолеты, выпускавшиеся в первой половине 1941 года, были тяжелее прототипов на 70 кг. Максимальная скорость упала до 550–555 км/ч (то есть на 50 км/ч по сравнению с И-301). Увеличилось время набора высоты и ухудшилась маневренность. Немного уменьшился радиус действия самолета. Армия требовала немедленно вернуть самолету его прежние характеристики. Поскольку более мощного двигателя не было, пришлось идти путем облегчения планера. Прежде всего, пришлось пожертвовать частью вооружения. 31 мая 1941 года появился совместный указ ЦК ВКП(б) и СНК СССР, который определил необходимость усовершенствовать ЛаГГ-3. Нарком авиационной промышленности Шахурин, его заместитель Дементьев, директора заводов № 21 Гостинцев, № 31 Загайнов, № 23 Обознов и главный конструктор Лавочкин получили задание усовершенствовать самолет. Емкость топливных баков уменьшили с 410 до 340 л, емкость маслобака уменьшили на 10 л. В результате дальность полета сократилась на 200 км и теперь не превышала 800 км. Вооружение самолета ограничили 20-мм пушкой ШBAK с боекомплектом 130 выстрелов, одного 12,7-мм пулемета БС с боекомплектом 200 выстрелов и пары 7,62-мм пулеметов ШКАС с боекомплектом 650 выстрелов на ствол. Эти изменения позволили поднять скорость самолета до 590 км/ч.
Самолет ЛаГГ-3 № 3121422, выпуск завода № 21, с подвешенными под крыльями 8 направляющими для неуправляемых ракетных снарядов РС-82, август-сентябрь 1941 года.
Завод № 21, имевший статус ведущего предприятия, получил задание к 15 июня 1941 года доработать конструкцию шасси, органы управления и вооружение. С этого момента выпуск ЛаГГов-3 сократили. Завод № 21 получил разрешение выпускать в сутки два самолета, а с 25 июня 1941 года следовало наладить выпуск уже доработанных машин. Кроме того, до 15 июля 1941 года завод в Таганроге должен был передавать военным по одному самолету в сутки, а в Ленинграде — один самолет каждые два дня.
Изменения в конструкцию самолета вносились постепенно. Начиная с 76-го самолета 3-й производственной серии крупнокалиберный пулемет БС, стоявший в развале блока цилиндров и стрелявший через ступицу винта заменили пушкой ШВАК. При этом с самолета сняли правый пулемет БС под капотом. Хотя было решено уменьшить число бензобаков, Лавочкин поначалу решил только ограничить их объем. В самолетах 7-й производственной серии емкость баков уменьшили до 340 л.
Один из самолетов 7-й серии (№ 3121715) в конце августа — начале сентября 1941 года прошел контрольные испытания в НИИ ВВС. На самолете стояла пушка ШВАК с боекомплектом 150 выстрелов, синхронизированный пулемет БС с боекомплектом 200 выстрелов, а также пара ШКАСов с общим боекомплектом 1600 выстрелов. Спину летчика защищала бронеспинка толщиной 8,6 мм, а самогерметизирующиеся баки заполнялись выхлопными газами. На самолет поставили усовершенствованный двигатель М-105ПА, оснащенный беспоплавковым карбюратором, который обеспечивал стабильную работу двигателя при любых перегрузках и любой ориентации в пространстве. Мощность двигателя оставалась прежней.
Самолет оборудовали радиостанцией РСИ-4 и колесами большего диаметра (650x200 мм), что улучшило рулежку и пробег/разбег на грунтовых аэродромах. При массе 3280 кг самолет развивал только 549 км/ч, что объяснялось ухудшившейся аэродинамикой. Чтобы улучшить температурный режим работы двигателя, конструкторы увеличили воздухозаборник радиатора. Колеса большего размера полностью не убирались в колесные ниши, нарушая аэродинамику крыла. Продолжало торчать заклиненное в выпущенном положении хвостовое колесо. Наконец, в полете часто отстегивались фиксаторы капота.
Чтобы уменьшить массу самолета и исправить его летные характеристики, начиная с 11-й серии, отказались от узлов подвесных топливных баков. Такие узлы сохранились только у немногочисленных машин, предназначавшихся для морской авиации, выпускавшихся в Горьком в сентябре 1941 года. Где-то на седьмом десятке 10-й производственной серии на самолеты перестали ставить пулеметы ШКАС. В результате ЛаГГ-3 перестал превосходить по огневой мощи Як-1, будучи при этом все равно тяжелее яковлевского истребителя. Позднее убрали и пулеметные порты.
С 12-й серии (97 самолетов) предусматривалась подвеска шести неуправляемых реактивных снарядов РС-82 калибра 82 мм. Высказывалось опасение, что деревянная обшивка крыла обгорит под действием раскаленных газов. Поэтому поначалу на нижнюю поверхность крыла набивали тонкие металлические листы, затем прошли эксперименты с несгораемой тканью. В сентябре 1941 года в НИИ ВВС закончились испытания ЛаГГа-3 4-й производственной серии, вооруженного восемью ракетами РС-82, подвешенными под крыльями. По сравнению с самолетом № 3121715, «ракетный» ЛаГГ оказался на 220 кг тяжелее. Из-за возросших массы и аэродинамического сопротивления максимальная скорость упала на 30–36 км/ч, а потолок понизился на 300 м. Скороподъемность не изменилась. В ходе экспериментов было установлено, что огнеупорная ткань защищает обшивку самолета не хуже дюралевого листа толщиной 0,5 мм. Это позволило отказаться от накладки металлического листа, который заслонял посадочный прожектор. На серийные ЛаГГи предполагалось ставить по шесть, а не по восемь ракет. Следует заметить, что в истребительных частях неуправляемые ракетные снаряды использовались нечасто.
ЛаГГ-3 № 213191 выпуска завода № 31, сентябрь 1941 года. Самолет в модификации истребителя морской авиации дальнего действия, под крыльями на бомбодержателях подвесные баки ПСБ-100, вмещающие по 100 л топлива.
Самолет ЛаГГ-3 № 3121715, 7-я производственная серия завода № 21. Бортовой люк в фюзеляже распахнут, виден топливный фильтр, который стоял в хвостовой части фюзеляжа, чтобы пары бензина не скапливались в районе кабины и моторного отсека.
На тестируемом самолете отрабатывалась еще одна новинка. В фюзеляже по предложению техника В. И. Зуева из НИИ ВВС вырезали люк. Здесь был оборудован грузовой отсек, в котором можно было при необходимости перевозить груз массой до 80 кг. Размеры люка позволяли пролезть в него человеку. Это давало возможность летчику, например, подобрать товарища, сбитого над территорией врага.
В сентябре 1941 года в НИИ ВВС испытывался еще один ЛаГГ-3. Испытания показали, что максимальная скорость самолета снизилась на 51 км/ч по сравнению с прототипом. Были проанализированы причины этого неприятного явления. Самолет № 31211062 подвергли специальным испытаниям, имевшим целью исправить аэродинамику планера и работу двигателя. При взлетной массе 3117 кг с убранным хвостовым колесом и полностью закрытом воздухозаборнике на высоте 4960 м самолет развил максимальную скорость 580 км/ч, а высоту 5000 м набрал за 6,7 мин. Для серийных ЛаГГов-3 выпуска 1941 года это был наилучший результат. Большинство изменений, внесенных в конструкцию опытного самолета № 31211062, перенесли и на серийные машины.
Но, несмотря на все усилия конструкторов, ЛаГГ-3 по-прежнему уступал не только немецким истребителям, но и советскому истребителю Як-1. Качество сборки постоянно падало. Вместо квалифицированных рабочих, мобилизованных на фронт, в цехах авиазаводов работали женщины и подростки. Не хватало материалов и полуфабрикатов, оборудования, вооружения. Качество деталей, поставляемых смежниками, также упало. Все это не могло не сказаться на летных характеристиках самолета самым негативным образом. Контрольные испытания, проведенные весной 1942 года в НИИ ВВС над самолетом № 3121232, показали, что, несмотря на то что взлетная масса машины, вооруженной только пушкой ШВАК и пулеметом БС, уменьшилась, максимальная скорость упала до 539 км/ч.
Самолет ЛаГГ-3, 29-я производственная серия, двигатель М-105ПФ, во время испытаний в мае 1942 года.
Самолет К-37, созданный на базе серийного ЛаГГа-3 выпуска завода № 23. Обратите внимание на нестандартно расположенные опознавательные знаки и нестандартный двухцветный камуфляж.
Планер, спроектированный под мощный двигатель М-106П, был тяжеловат для М-105П. Нехватку мощности пилоты отметили уже в ходе первых пробных полетов. Поэтому конструкторский коллектив проделал огромную работу для того, чтобы как-то решить эту проблему: неподходящие друг к другу планер и мотор.
С одной стороны, конструкторы постоянно снижали массу планера, с другой — искали более мощный двигатель. В планах завода № 21 на IV квартал 1941 года упоминаются два истребителя ЛаГГ-3 с климовским двигателем М-107П, самолеты с наддувом Трескина, с высотной гермокабиной, а также самолет ЛаГГ-3/М-82, оснащенный звездообразным двигателем воздушного охлаждения Швецова М-82. Последний проект вел М. И. Гудков.
Двигатель М-105П, который в первоначальном варианте развивал мощность 1400 л.с., мог обеспечить значительный рост скорости. Рассматривался также вариант с установкой на самолет двигателя М-105Ф, представлявшего собой модификацию М-105П, отличавшуюся повышенной степенью сжатия и увеличенными оборотами. Конструктор двигателя В. Я. Климов использовал четырехклапанную головку цилиндра и оригинальную систему подачи топливовоздушной смеси. Один из клапанов обеспечивал продув цилиндра чистым воздухом, а из карбюратора подавалась обогащенная ТВС. Наиболее нагруженные элементы двигателя были усилены. Самолет с двигателем М-107П должен был иметь посадочную скорость 140 км/ч, максимальную скорость на высоте 6000 м 660 км/ч, время набора высоты 5000 м 5,5 мин, практический потолок 11 000 м, дальность полета 1000 км. Вооружение самолета состояло из пушки калибра 23 мм, двух пулеметов БС и двух пулеметов ШКАС.
Прототип самолета с прототипом двигателя М-107П построили во II квартале 1941 года, но только 8 августа 1941 года летчиком-испытателем самолета приказом НКАП СССР был назначен Г. А. Мищенко. До этого времени шла доработка планера самолета. Тем временем выяснилось, что двигатель М-107П еще слишком сырой. Обеспечить нужный уровень охлаждения масла и воды не представлялось возможным. При работе мотора отмечалось разрушение поршней и ряд других проблем. Становилось ясно, что над двигателем еще работать и работать, поэтому испытания его в воздухе постоянно откладывались.
Самолет К-37, созданный на базе серийного ЛаГГа-3 выпуска завода № 23. Вид спереди.
Заводской чертеж, показывающий способ крепления пушки Ш-37 (АП-37) к двигателю М-105П.
Постройку ЛаГГа-3 с высотной гермокабиной прервали, так как завод № 482, который выполнял эту задачу, эвакуировали. Поначалу на самолете стоял наддув конструкции Трескина, а в ходе испытаний самолет получил трехступенчатый наддув Э-42А. Но испытания наддува проводились только на двух первых передачах. Самолет облетали в I квартале 1942 года.
С началом войны планы всех заводов резко увеличили. Основной заказ по-прежнему приходился на горьковский завод № 21. С сентября 1941 года началась эвакуация заводов из Ленинграда и Таганрога. Кроме того, завод № 23 переключился на выпуск другой продукции, прекратив с сентября выпуск ЛаГГов. Завод № 31 эвакуировали в Тбилиси, но заводу потребовалось определенное время для того, чтобы наладить производство. В Новосибирске параллельно с ЛаГГами-3 завод выпускал самолеты Як-7. Но все упомянутые выше предприятия не могли сравниться в производительности с заводом № 21. Какое-то время завод № 21 был наиболее крупным поставщиком истребителей в Советском Союзе. До конца 1941 года завод дал армии 1445 истребителей ЛаГГ-3, в том числе 20 самолетов, вооруженных 37-мм пушкой АП-37. Еще пять самолетов вооружили 23-мм пушками МП-6 и ВЯ-23, а также прототипной пушкой конструкции Салищева-Галкина. В единственном экземпляре был выпущен двухместный ЛаГГ-3 (№ 312129).
Неудовлетворительные летные качества серийных ЛаГГов-3 привели к тому, что их выпуск вскоре ограничили. В январе 1942 года ГКО СССР издал указ о прекращении выпуска ЛаГГов-3 в Новосибирске. С декабря 1941 года рассматривалась возможность прекращения выпуска самолета в Горьком. В апреле 1942 года в Москву вернулся эвакуированный было завод № 301, который приступил к ремонту ЛаГГов-3, а также к выпуску новых машин.
Истребитель ЛаГГ-3, 35-я производственная серия, № 31213445 с двигателем М-105ПФ и винтом ВИШ-105СВ, вооруженный пушкой НС-37 и пулеметом БС. Снимок сделан во время испытаний в августе 1942 года.
Истребитель ЛаГГ-3, 35-я производственная серия, № 31213445 с двигателем М-105ПФ и винтом ВИШ-105СВ, вооруженный пушкой НС-37 и пулеметом БС. Снимок сделан во время испытаний в августе 1942 года.
Лавочкин боролся за то, чтобы сохранить ЛаГГ-3 на конвейере. Главный выход в создавшейся ситуации он видел в том, чтобы увеличить мощность двигательной установки. Рассматривались две возможности: увеличить мощность штатного двигателя М-105, а также установить на самолет новый, более мощный двигатель. Слишком малая мощность двигателя М-105 не удовлетворяла не только Лавочкина, но и его конкурента Яковлева. В начале 1942 года по инициативе НИИ ВВС и ОКБ А. С. Яковлева мощность двигателя увеличили за счет установки нагнетателя. В результате мощность двигателя у земли возросла с 1020 л.с. до 1210 л.с., а благодаря снижению рабочей высоты номинальная мощность увеличилась с 1100 л.с. (2000 м) до 1260 л.с. (700 м). Рост мощности был очень заметен, но он потребовал усилить некоторые детали двигателя, в первую очередь поршневую группу. Самолет ЛаГГ-3 с двигателем М-105ПФ развивал максимальную скорость на 25–28 км/ч больше, чем с двигателем М-105П. Другой возможностью увеличить энерговооруженность самолета была установка на него звездообразного двигателя воздушного охлаждения М-82 конструкции Швецова. Но установка этого двигателя, выполненного по схеме «двойная звезда», на ЛаГГ-3 представляла собой серьезную проблему. Но именно этот вариант увенчался полным успехом и привел к появлению удачного истребителя Ла-5.
Пушка НС-37 и пулемет БС под капотом ЛаГГа-3.
Два фото: истребитель 105-2 с двигателем М-105ПФ-2 и винтом ВИШ-105СВ во время испытаний в 1944 году.
Но нарком авиапрома не хотел ждать. 8 апреля 1942 года он подписал указ о переходе завода № 21 на выпуск истребителей Як-7. Конструкторское бюро Лавочкина планировали отправить в Тбилиси, где должен был продолжаться выпуск ЛаГГов-3. Но уже в марте 1942 года в воздух поднялся прототип будущего Ла-5, в то время носивший обозначение ЛаГГ-3 М-82. После завершения государственных испытаний появилось решение о начале серийного выпуска нового истребителя. Указ о переходе завода № 21 на выпуск Яков-7 отменили. Вместо этого, на заводе развернули выпуск Ла-5. Для первых Ла-5 использовали готовые фюзеляжи ЛаГГ-3, подвергнув их необходимой переделке. Указом ГКО от 19 мая 1942 года заводы № 21 и 31 обязывались не позднее 25 мая приступить к выпуску ЛаГГов-3 только с двигателем М-105ПФ. Указом ГКО от 7 июня 1942 года завод № 21 должен был ставить на ЛаГГи-3 автоматические закрылки и убирающееся хвостовое колесо, а также элероны и рули высоты с улучшенной балансировкой. Выпуск модифицированных ЛаГГов следовало начать с 1 июля 1942 года, но завод, занятый переходом к выпуску Ла-5, этих сроков не выдержал. До 12 июля 1942 года армия получила только семь ЛаГГов-3 с закрылками. До конца месяца было собрано еще 30 ЛаГГов без закрылков. Все самолеты двух последних производственных серий, собранные в Горьком летом 1942 года, были оснащены двигателями М-105ПФ. Общий выхлопной коллектор у них заменялся тремя сдвоенными патрубками. Снова на самолет поставили дополнительные бензобаки. Вооружение оставалось «облегченным»: пушка ШВАК и пулемет БС. Указом НКАП от 13 июля директор завода № 293 и главный конструктор М. И. Гудков должны были установить на ЛаГГ-3 новую пушку Березина калибра 20 мм, но в конце концов от этих планов отказались. Завод № 21 полностью перешел на выпуск истребителей Ла-5, пустив на эти цели весь запас готовых планеров ЛаГГ-3. Этого запаса хватило почти на полгода.