Самолет «К»

Самолет «К»

Во второй половине тридцатых годов XX века лучшим советским истребителем считался самолет И-16, созданный конструкторским коллективом под руководством Н. Н. Поликарпова. В момент принятия на вооружение он действительно был одним из лучших истребителей в мире. В дальнейшем И-16 регулярно модифицировали, оснащая его все более мощными двигателями. Вооружение самолета со временем также усилилось. Первоначально истребитель нес всего пару 7,62-мм пулеметов. В дальнейшем число пулеметов увеличили до четырех, еще позднее на самолетах появились 20-мм пушки и неуправляемые реактивные снаряды РС-82. Радиус действия самолета можно было увеличить с помощью подвесных топливных баков. Для защиты пилота истребитель оснастили бронеспинкой. Параллельно совершенствовалась конструкция планера, несущие элементы усиливались по мере утяжеления всей конструкции. Но потенциал, заложенный в конструкции И-16, довольно быстро был полностью исчерпан.

В конце 30-х гг. истребитель И-16 уже устарел. Он уступал по своим характеристикам новым истребителям потенциальных противников. Красной Армии требовался новый самолет этого класса, поэтому шли интенсивные работы в данном направлении. К сожалению, быстро создать новый истребитель не удавалось. Ближе других к серийному выпуску подошел новый истребитель Поликарпова И-180, а также самолет В. П. Яценко И-28. Эти самолеты были выпущены ограниченными сериями, но самолетам был присущ ряд недостатков, устранить которые так и не удалось. Поэтому в большую серию обе машины не пошли.

Ситуация становилась критичной. К конкурсу подключили новые конструкторские коллективы, которыми руководили молодые и еще никак не заявившие о себе молодые конструкторы. Именно они смогли создать истребители нового поколения, на которых советские пилоты встретили войну: Як-1, ЛаГГ-3 и МиГ-1.

Работы над будущим ЛаГГом-3 начались в конце 1938 года. Зная возможности советской промышленности, работники 1 Главного управления народного комиссариата авиационной промышленности СССР В. П. Горбунов и С. А. Лавочкин после анализа имевшихся возможностей пришли к заключению о том, что новый истребитель должен иметь цельнодеревянную конструкцию. Советский Союз не испытывал проблем с древесиной, поэтому выпуск деталей самолета мог быть быстро налажен на имевшейся производственной базе. Это открывало возможность массового выпуска дешевого самолета. К выпуску самолетов можно было подключить мощности деревообрабатывающей промышленности, для выпуска деревянного самолета не требовалось стратегическое сырье. Несущие элементы самолета делались не из сосны и пихты, а из так называемой дельта-древесины — композитного материала, составленного из березового шпона и фенольной смолы.

Основные тактико-технические требования к новому самолету определяли максимальную скорость не менее 600 км/ч, вооружение — 20 мм пушки, пилот должен быть защищен бронеспинкой, топливные баки иметь самогерметизирующиеся стенки.

Вскоре к коллективу добавился третий конструктор — М. И. Гудков. В соответствии с указанием наркома М. М. Кагановича конструкторская группа была сформирована на заводе в Кунцево, где выпускались винты и лыжные шасси для самолетов. Руководителем группы стал Лавочкин, который целиком ушел в работу над новым самолетом. Вскоре конструкторы получили чертежи еще только проектируемого двигателя Климова М-105П максимальной мощностью 1150 л.с. В развале блока цилиндров двигателя стояла пушка, ствол которой выводился через ступицу винта. Такое расположение пушки позволяло отказаться от синхронизатора, повысить скорострельность и упростить прицеливание. Двигатель М-105П представлял собой дальнейшее развитие двигателя М-100, выпускавшегося по лицензии фирмы «Испано-Сюиза».

^{Конструкторский коллектив, создавший ЛаГГ-3: (слева направо) Семен Алексеевич Лавочкин, Владимир Петрович Горбунов и Михаил Иванович Гудков.}

Работая в Народном комиссариате авиационной промышленности, Лавочкин занимался производством пропеллеров: деревянных и дюралевых. Во второй половине 30-х гг. появилась технология изготовления винтов из фанеры на бакелитовой основе. Такой материал обладал прочностью фанеры, сохраняя при этом влагостойкость цельной древесины. Вскоре на заводе «Карболит» довели технологию изготовления нового материала до совершенства. Пакет шпона толщиной 0,5 мм сажался на бакелитовый лак и помещался под пресс под давление 1–1,1 кг/кв. мм при температуре 145–150°С. Получавшийся в результате материал получил известность под названием «дельта-древесина». Дельта-древесина обладала прочностью 27 кг/кв. мм, в два раза превосходя по этому параметру сосну (всего 11 кг/кв. мм), приближаясь к дюрали (45 кг/кв. мм). Дельта-древесина отличалась влагостойкостью и огнеупорностью. Все эти характеристики делали ее очень перспективным материалом для самолетостроения.

Изучение свойств дельта-древесины натолкнуло конструкторов на мысль использовать ее в конструкции нового истребителя. Советская промышленность испытывала нехватку легированных сталей, а нехватка алюминиевых сплавов ощущалась еще острей. Поэтому в начале 1939 года появился предварительный проект истребителя конструкции Лавочкина, Горбунова и Гудкова, который направили для экспертизы в Народный комиссариат авиационной промышленности СССР.

В плане экспериментальных работ 1-го Главного Управления Народного комиссариата авиационной промышленности СССР, составленном в марте 1939 года, предусматривалась постройка деревянного макета истребителя, вооруженного пушкой. Такое задание получило конструкторское бюро завода № 301 в Химках. Через четыре месяца, 29 августа 1939 года Комитет Обороны СССР издал указ «О проведении необходимых работ по запуску в производство новых и модернизированных истребительных, бомбардировочных, штурмовых, разведывательных, учебных и тренировочных самолетов, а также по вопросу о постройке прототипов». Истребитель Лавочкина, Горбунова и Гудкова вполне отвечал требованиям, определенным в документе. В следующем указе Комитета Обороны СССР предусматривалось строительство самолета И-301, известного также под названием «Объект К».

^{Прототип ЛаГГа-3 — И-301, весна 1940 года.}

^{Приборная доска прототипа И-301.}

Указ Комитета Обороны СССР послужил основанием для дальнейших работ. Он давал конструкторам «зеленый свет»: производственные мощности и рабочую силу. 1 сентября 1939 года руководителя 4-го отдела Народного Комиссариата авиационной промышленности СССР Горбунова, а также инженеров его отдела Лавочкина и Гудкова передали в распоряжение директора завода № 301. Горбунов, который прежде занимал более высокую должность, стал главным инженером конструкторского бюро. Само же бюро получило обозначение ОКБ-301. Указ предусматривал постройку двух самолетов, оснащенных разными двигателями: климовскими М-105ТК и М-106П.

Первый истребитель был высотным: максимальная скорость 650–675 км/ч, максимальный потолок 12 000 м, радиус действия без дополнительных баков 600 км, с подвесными баками 1000 км. Двигатель М-105ТК представлял собой двигатель М-105П, оснащенный наддувом. На каждом блоке цилиндров стоял наддув ТК-2. Самолет предполагалось вооружить парой синхронизированных пулеметов калибра 7,62 мм и двумя пулеметами БС калибра 12,7 мм.

Второй самолет с двигателем М-106 должен был стать основным фронтовым истребителем. При тех же радиусе действия и взлетно-посадочных характеристиках, самолет должен был развивать скорость 600–620 км/ч на высоте 6000–7000 м и иметь потолок 11 000 м. Двигатель М-106П разрабатывался с 1938 года и представлял собой усовершенствованный М-105. Благодаря нагнетателю двигатель развивал максимальную мощность 1350 л.с. В развал цилиндров двигателя ставилась пушка ШВАК калибра 20 мм.

Планировалось, что в феврале 1940 года оба прототипа начнут государственные испытания. Оба самолета планировали вооружить 20 или 23-мм пушкой, парой синхронизированных пулеметов ШКАС и неуправляемыми ракетными снарядами РС-82.

Завод № 301 очень быстро построил полноразмерный макет самолета «К». 18 сентября 1939 года с ним ознакомилась макетная комиссия. Накануне ОКБ-301 представило в НИИ ВВС эскизный проект самолета с двигателем М-105ТК. Самолет «К» предназначался для ведения активного воздушного боя, поэтому должен был сочетать в себе мощное вооружение и высокую скорость. По расчетам конструкторов при нормальной взлетной массе 2729 кг самолет мог развивать у земли скорость 464 км/ч, а на высоте 10 000 м — 646 км/ч. Практический потолок оценивался в 12 630 м, на нормальный радиус действия 612 км. Основное вооружение самолета — четыре пулемета: два БС (220–230 выстрелов на ствол) и два ШКАС (650–670 выстрелов на ствол). В перегрузку самолет мог брать реактивные снаряды РС-82 или пушку Волкова калибра 20 или 23 мм с боекомплектом 80 выстрелов. При наличии пушки сокращался боекомплект пулеметов БС. Предусматривалась возможность использования подвесных топливных баков и бомб на внешней подвеске.

Конструкторы самолета не проводили исследований в аэродинамической трубе, вместо этого использовали в расчетах мощность двигателя несколько меньшую, чем обещали моторостроители. В результате расчетная скорость оказалась ниже предъявляемых требований. В связи с этим НИИ ВВС возвратил проект на доработку. Второй вариант проекта оказался лучше и 19 января 1940 года был утвержден. Теперь при стартовой массе 2700 кг максимальная скорость самолета с двигателем М-105ТК должна была быть не меньше 648 км/ч на высоте 10 000 м, и не меньше 489 км/ч у земли. Практический потолок по расчетам достигал 12 350 м, радиус действия 500 км. Вооружение самолета состояло из пары крупнокалиберных 12,7-мм пулеметов БС и пары 7,62-мм пулеметов ШКАС. Построили макет самолета, а вскоре появилось решение правительства СССР о строительстве прототипа.