Экспериментальный истребитель ла-138.

Разработчик: ОКБ Лавочкина
Страна: СССР
Первый полет: 1946 г.

Опыты с установкой воздушно-реактивных двигателей на поршневые истребители начались еще в предвоенные годы. Во второй половине 30-ых годов двадцатого века на заседании Технического совета НКАП конструктор И.А.Меркулов выдвинул предложение об применении ПВРД в сочетании с собственной ВМГ самолета для повышения его большой скорости. Работы производились при помощи директора завода № 1 НКАП ПА Воронина (с 1940 г. — помощник наркома авиационной индустрии).

В августе того же года показался первый ПВРД Меркулова из серии ДМ («дополнительный мотор») — ДМ-1 с диаметром 240 мм, а в декабре на истребитель И-15бис установили два ДМ-2 с диаметром 400 мм. На данной машине с декабря 1939 года по май 1940 года летчики-испытатели П.Е.Логинов, А.В.Давыдов и Н.А.Сопоцко совершили 54 полета. При собственной скорости самолета 315 км/ч, ускорители давали прирост в среднем 15 км/ч.

В сентябре 1940 года летные опробования прошел И-153 с ДМ-2 (летчики-испытатели П.Е.Логинов, А.В.Давыдов и А.И.Жуков) и продемонстрировал средний прирост скорости при включении ПВРД — 30 км/ч. Менее чем через месяц на опробования вышел И-153 с усовершенствованными двигателями ДМ-4. 27 октября на нем на высоте 2000 м был взят прирост в 51 км/ч.

Но расход бензина у ПВРД был значительно громадным, чем у поршневых моторов, у ДМ-4 он достигал 20 кг/мин.

В январе 1941 года в письме на имя И.В.Сталина нарком А.И.Шахурин докладывал: «Короткое применение ВРД позволяет самолету взять преимущество в сражении за счет большой скорости, что разрешает догнать соперника либо уйти от него. На данный момент большой расход горючего ВРД не разрешает еще сказать о ярком применении его на боевых самолетах. Потребуется доработка двигателя, для чего в ЦАГИ организуется особая несколько по изучению неприятности реактивного двигателя. Помимо этого, с целью проведения предстоящих конструкторских, экспериментальных работ по формированию ВРД и его применению намечено организовать умелую базу по реактивным двигателям и герметическим кабинам в промышленном строении бывшей суконной фабрики, занимаемой в данное время домом калек-хроников около станции Владыкино под Москвой.»

В 1940-1941 годах проводились работы по установке ВРД на умелый истребитель Боровкова и Флорова И-207 № 3 и на Як-1. На И-207 было совершено около 20 полетов с включенными ПВРД (ДМ-4). Параллельно эти конструкторы проектировали истребитель с мотором М-71 и двумя ПВРД ДМ-12.

Согласно расчетам прирост скорости от включения ускорителей достигал 100-150 км/ч, при длительности их функционирования 20 мин.. Работы по Як-1 с ПВРД, дававшего слово дать десятиминутный прирост скорости примерно в 100 км/ч, развития не взяли. Годом позднее Яковлев спроектировал истребитель Як-7Р с одним ЖРД Д-1А-1100 Л.С.Душкина и двумя ПВРД ДМ-4, но реализовать его не удалось.

В первой половине 40-ых годов XX века на поршневой истребитель Як-7Б установили двигатели ДМ-4с, и на этом самолете летчик-испытатель С.Н.Анохин совершил пара полетов, взяв большой прирост скорости от включения двух ПВРД — 53 км/ч на высоте 2340 метров.

Громаднейший объем работ по установке воздушно-реактивных двигателей на поршневые самолеты был произведен на истребителях С.А.Лавочкина.

В августе 1942 года летные опробования прошел ЛаГГ-3 № 31213173 с двумя прямоточными двигателями ВРД-1 конструкции НИИ ГВФ и ИХФ (их создатель М.М.Бондарюк тогда был главой ОКБ-3 НИИ ГВФ). Целью опробований являлась оценка эксплуатационных качеств и эффективности ВРД-1, представленных в двух вариантах, обычном (диаметр входа 140 мм, неспециализированная протяженность 2150 мм, вес 16 кг) и форсированном (диаметр входа 170 мм, неспециализированная протяженность 1900 мм, вес 16 кг). Двигатели крепились к плоскостям самолета около второй нервюры.

Подача горючего в них производилась при помощи бензонасоса БНК-10, установленного на правом приводе синхронизатора мотора. От нагнетателя мотора отбирался воздушное пространство для частичного испарения и распыла бензина.

Перед началом летных опробований на земле произвели татировку истечения горючего. Совершили огневые опробования ВРД-1, в которых для скоростного напора впереди испытуемого самолета устанавливается ЛаГГ-3. Двигатель на земле удалось запустить лишь два раза, но из-за небольшой скорости и неравномерности обдувающего потока выводы о работе ВРД-1 сделать не удалось.

Первый полет ЛаГГ-3, состоявшийся 5 августа, посвятили проверке крепления ПВРД. После этого в шести последующих совершили отработку подачи горючего, системы состава зажигания и регулировку смеси, работы и проверку запуска ВРД-1 на скоростях и различных высотах. В семи полетах исследовались эффективность двигателей и пусковые качества, и была выяснена утрата большой скорости при отсутствии и наличии обтекателей узлов подвески.

Всего, до 16 августа, на ЛаГГ-3 с ВРД-1 летчик-испытатель капитан Мишенко совершил 14 полетов.

Полученный полный прирост большой скорости (по отношению к скорости полета с отключёнными ПВРД) на высоте 1500 м составил 12-15 км/ч. Сами двигатели вместе с обтекателями узлов подвески имели громадное аэродинамическое сопротивление и снижали большую скорость на 35-40 км/ч. Не смотря на то, что процесс горения в ВРД-1 не отрегулировали, полученный прирост скорости от расчетной величины отличался незначительно.

В соответствии с совершённым расчетам при полете ЛаГГ-3 № 31213173 с мотором ВК-105ПФ, повышение большой скорости от включения ускорителей должно было составить 23 км/ч на высоте 4000 метров и 17 км/ч на высоте 1500 м для обычного варианта и соответственно, 49 и 40 км/ч — для форсированного. Действительно, последний вариант из-за недостаточной производительности насоса ВНК-10 не испытывался.

По итогам летных опробований сделали заключение: «Нужно форсировать работы по улучшению режима горения, запуску на громадных высотах, конструированию и состава автоматическому регулированию смеси рациональных форм подвески и ВРД снабжающих более органическую сообщение с самолетом». Отчет о проведении первого летного опробования ЛаГГ-3 с ВРД-1 на данный момент хранится в научно-технической библиотеке НЦ им М.В.Келдыша.

М.М.Бондарюк продолжал работы над созданием авиационных прямоточных двигателей и в 1944 г. показался ПВРД-430 (диаметр 430 мм) с тягой 170 кгс у почвы. В марте 1946 г. на 301-м заводе выполнили эскизный проект умелого самолета С.А.Лавочкина «120» с двумя такими двигателями. Но после этого выбор пал на четырехпушечный истребитель «126».

Данный самолет, доработанный под установку двух дополнительных двигателей ПВРД-430, взял заводской индекс «164» (Ла-126 ПВРД).

На обеих консолях крыла около нервюры № 2 установили четыре легкосъемных узла крепления ускорителей, между корпусом двигателя и крылом — железные обтекатели, а на левой консоли над ПВРД-430 — приемник давления. Дополнительно были усилены лонжерон крепления руля и узел стабилизатора высоты. В кабины разместили оборудование, связанное с работой ускорителей.

На место двух пушек — левой и крайней правой, боекомплектов патронных коробок к ним, установили питания системы и агрегаты управления ПВРД.

На летно-испытательной станции завода № 301 во время с 26 июня по 4 сентября 1946 г. прошли совместные заводские опробования самолета «164». Их целью являлось получении данных для эксплуатационных эффективности качеств и определения работы ускорителей. Летчики-испытатели завода А.В.Давыдов и А.А.Попов совершили 34 полета (29 и 5 соответственно), неспециализированной длительностью двенадцать с половиной часов на высотах 200, 500 1000, 2000, 3000 и 4800 метров.

В тридцати полетах включались ПВРД и в сумме проработали в воздухе 46 мин.. Из всех 110 включений ускорителей в 20 происходили отказы зажигания, главной причиной которых стали неполадки в совокупностях топливоподачи и зажигания. Лишь в одном случае отказ случился, в то время, когда обе эти совокупности были исправны.

Анализ обстоятельств этих отказов продемонстрировал, что к ним приводил или перегар бабины, или нештатная работа пусковой форсунки, которая связана с ее засорением либо с нарушением регулировки дросселя.

Полученная на опробованиях большая скорость полета с трудящимися ПВРД составила 694 км/ч на высоте 2340 метров и 663 км/ч на высоте 1235 м. Прирост скорости, соответственно, был равен 109 и 104 км/ч, что совпадало с расчетными данными и свидетельствовало о хорошей работе двигателей. Но ускорители имели громадное аэродинамическое сопротивление и это приводило к ухудшению летных черт.

В итоге, прирост скорости относительно самолета необорудованного ускорителями, на указанных высотах составил лишь 64 км/ч и 62 км/ч. При условии улучшения аэродинамики подвески ускорителей и отработанной регулировке подачи горючего на всецело установившейся скорости прирост скорости самолета «164» на высоте 2000 метров на отрезке 10-15 км возможно было довести до 75-80 км/ч, а на высоте 5000 метров — до 90-100 км/ч.

Техника пилотирования этого самолета на взлете, при комплекте высоты и на горизонталях, согласно точки зрения ведущего летчика-испытателя А.В.Давыдова, значительно не отличалась от техники пилотирования простого серийного истребителя С.А.Лавочкина. Исключение составлял взлет, что длился пара продолжительнее и потребовал большей длины разбега (примерно на 100-125 метров).

Применение в качестве ускорителей ПВРД давало последовательность преимуществ если сравнивать с ЖРД: меньшее время на подготовку двигателей к полету, работа ускорителей на том же горючем, что и главный мотор, отсутствие на борту для того чтобы агрессивного вещества как азотная кислота, возможность создавать выключения ускорителей и многократные включения в полете и легкосъемность их подвески. В дополнение ко всему перечисленному, ПВРД-430 были весьма несложны в эксплуатации и в аэродромном обслуживании.

На основании результатов опробований рекомендовалось по устранении распознанных недостатков установить ПВРД-430 на самолет «130» с громадным запасом горючего и по окончании проведения заводских опробований предъявить его на национальные опробования. Так в плане работ на 1947 год показался новый умелый самолет «138» (Ла-138). Он был создан на базе серийного истребителя Ла-9 и оснащен двумя дополнительными ПВРД-430, любой из которых крепился под крылом на трех регулируемых узлах.

В связи с установкой ускорителей с Ла-9 сняли крайнюю правую пушку с едой, снабдив его оборудованием, предназначенным для управления и обслуживания ПВРД.

Два выстроенных самолета «138» и «138Д» в феврале 1947 года вышли на заводские опробования. Всего «138»-й совершил 20 полетов, а » 138Д» — тридцать восемь; но задание удовлетворительно выполнено лишь в десяти. В 19 случаях обстоятельством его невыполнения стали неполадки в дополнительных двигателях.

Их надежную работу смогли обеспечить только на высотах до 3000 метров, где прирост большой скорости по отношению к серийному Ла-9 составил около 60 км/ч и наблюдалось большое возрастание высотности ВМГ.

Из-за низкой надежности ПВРД-430 работы по самолету «138» приостановили, как считалось, до поступления доведенных двигателей, надежно трудящихся во всем диапазоне скоростей и рабочих высот. Но выяснилось — насовсем.

Еще одним типом двигателей, что устанавливался на поршневые самолеты С.А.Лавочкина, были пульсирующие воздушно-реактивные двигатели (ПуВРД) Д-10 и Д-13, созданные на заводе № 51 НКАП под управлением главного конструктора В.Н.Челомея. В ноябре 1945 года работы по оснащению Ла-7 двумя Д-10 тягой по 200 кгс любой были закончены, а в августе 1946 года эта машина прошла летные опробования. Самолет пилотировал летчик 51-го завода Н.В.Гаврилов.

Результаты опробований подтвердили расчетные эти а также превзошли их.

Скорость полета Ла-7 за счет работы ПуВРД на высоте 3000 м увеличилась на 119 км/ч, что на 29 км/ч превышало расчетное значение; при полете на высоте 800 метров с задросселированным до 600 мм.рт.ст. мотором увеличилась на 193 км/ч. Но по причине того, что предельная скорость самолета с трудящимися ускорителями была ограничена 630 км/ч, Д-10 трудились не на режиме оптимальной тяги и полный прирост скорости Ла-7 при включении этих двигателей взять не удалось.

По окончании годичной эксплуатации на основании ремонтного бюллетеня 15 октября 1946 года самолет к полетам не допустили. Для предстоящих опробований было рекомендовано применять цельнометаллический Ла-9. В том же году по распоряжению М.В.Хруничева Д-10 установили на три УТИ-Ла-7 и подготовили их к участию в первомайском параде.

И двигатели и самолёты прошли опробования в полете, но поучаствовать в параде Ла-7УТИ все-таки не было нужно.

Для Ла-9 в конструкторском бюро В.Н.Челомея ПуВРД Д-10 модифицировали в двигатель Д-13. Ему придали более идеальную форму, улучшили клапанных коробок и конструкцию диффузоров. Горючее для Д-13, подававшееся в него под громадным давлением, применяли то же самое, что и для мотора АШ-82ФН.

28 мая 1947 года завод № 51 взял задание на установку этих двигателей на двенадцать серийных истребителей Ла-9, предназначенных для принятие участия в параде в Сутки авиации 1947 года.

Двигатели Д-13 состоялись в июле 1947 года заводские стендовые опробования. Ими оборудовали серийный Ла-9 постройки 21-го завода, для чего на заводе № 51 усилили крыльевые нервюры самолета, к каким крепилась крепление подвески и балка двигателя законцовки горизонтального оперения, установили более прочную заднюю стяжную ленту капота мотора с дополнительным ее креплением и новый триммер руля высоты. Топливную совокупность Ла-9 доработали с учетом питания двух ПуВРД.

Покинув две пушки из четырех, снизили тем самым полетный вес, убрали целый боекомплект и бронеспинку, для смещения центровки самолета вперед на картере редуктора укрепили груз весом 60 кг. В кабине пилота установили дополнительные устройства.

В августе 1947 года начались заводские опробования Ла-9 с двигателями Д-13, на протяжении которых главное внимание было обращено на ПуВРД — надежность их запуска и обычную работу на всех режимах полета. На параде 30 августа 1947 г. данный самолет вместе с двенадцатью вторыми Ла-9 с Д-13 на высоте около 100 м пролетел над аэропортом в Тушино. Пилотировавшие их летчики-испытатели ГК НИИ ВВС были награждены орденами СССР.

В ноябре 1947 года заводские опробования прервали и Ла-9 с Д-13 передали в ГК НИИ ВВС с целью проведения на нем особых летных опробований по определению прироста горизонтальной скорости полета за счет работы двух ПуВРД.

Недоведенность двигателей и необходимость обеспечения прочности самолета снова стали причиной ограничениям в высоте и скорости полета Ла-9 с трудящимися ПуВРД. Исходя из этого определение большой горизонтальной скорости производились при всецело открытых боковых створках капота мотора, что, но, сказывалось лишь на полных размерах горизонтальных скоростей и разрешало выяснить их прирост за счет работы ускорителей.

С 21 ноября 1947 года по 13 января 1948 года было произведено десять полетов Ла-9 неспециализированной длительностью 4 часа 11 мин.. Любой из Д-13 наработал по 27 мин..

Результаты особых летных опробований были далеко не блестящими. Прирост фактической большой горизонтальной скорости самолета за счет работы Д-13, не смотря на то, что и составил 127 км/ч, но при сравнении с большой скоростью этого же Ла-9 без ПуВРД он был равен всего 70 км/ч.

Большая горизонтальная скорость Ла-9 из-за установки Д-13 уменьшилась на 42 км/ч и еще 15 км/ч «дали» сами балки подвесных двигателей с обтекателями, другими словами полное понижение скорости составило примерно 57 км/ч. Так, полученный прирост скорости был чуть громадным, чем на самолете, оборудованном ПВРД. Другого ожидать и не следовало: так как уже при скорости полета с числом М = 0,4-0,5 (примерно 490-610 км/ч у земли) из-за намного меньшего расхода воздуха ПуВРД начинает уступать ПВРД по лобовой тяге.

По шуму и вибрациям пульсирующие двигатели превосходили все остальные виды ВРД. В книге М.С.Арлазорова «Фронт идет через КБ» приводятся воспоминания В.А.Кривякина:

«Это были страно громкие двигатели. Я в жизни не слыхал для того чтобы адского шума. В то время, когда при подготовке к параду автомобили с пульсирующими ВРД прошли над территорией завода, казалось, что начинается светопредставление…».

Со своей стороны немцы — пионеры в области боевого применения летательных аппаратов с этими двигателями — весьма долго мучились с действием вибрации на устройства крылатой ракеты R-103 (V-1), обычно приводившей к выходу их из строя.Умелый самолет Ме-328 в первом же полете в июне 1944 года разрушился из-за весьма сильной вибрации, позванной работой ПуВРД As-014. сильный шум и Значительные вибрации содействовали повышению утомляемости летчика.

Техника пилотирования самолета Ла-9 с ПуВРД если сравнивать с серийными Ла-9 кроме этого пара ухудшалась: легко возрастал разбег и дабы достигнуть нужной скорости для перевода самолета на комплект высоты его нужно было выдерживать над почвой более долгое время; на вертикальных фигурах Ла-9 с дополнительными ПуВРД стремительнее терял скорость; горизонтальные делал вяло.

На протяжении опробований оба Д-13, в большинстве случаев, в один момент не включались и довольно часто происходило произвольное отключение одного из них. Перечисленные недочёты при малом приросте большой горизонтальной скорости и большим расходом горючего (470 кг/ч), разрешили сделать вывод о нецелесообразности применения Д-13 на серийных истребителях Ла-9.

Опыты с установкой ускорителей с ЖРД, ПВРД и ПуВРД на поршневые самолеты продемонстрировали, что эти дополнительные реактивные двигатели не разрешают довести скорости истребителей до тех значений, каковые соответствовали новым временам в авиации. Значительно чаще ускорители преобразовывались только в дополнительный источник проблем, с лихвой перекрывавших маленький и короткий прирост большой скорости полета. Единственным выходом было создание самолетов с ТРД.

ЛТХ:

Модификация: Ла-126ПВРД / Ла-138
Размах крыла, м: 9,80 / 9,80
Протяженность, м: 8,64 / 8,64
Высота, м: 3,56 / 3,56
Площадь крыла, м2: 17,59 / 17,59
Масса, кг
-безлюдного: 2710 / 3104
-взлетная: 3300 / 3771
Тип двигателя: 1 х ПД АШ-82ФН + 2 х ВРД-430 / 1 х ПД АШ-82ФН + 2 х ВРД-430
-мощность, л.с.: 1 х 1850 / 1 х 1850
Большая скорость, км/ч
-у почвы: 660 / —
-на высоте: 692 / 760
Практическая дальность, км: 1250 / —
Скороподъемность, м/мин: — / —
Практический потолок, м: — / —
Экипаж: 1 / 1
Оружие: 3 х 23-мм пушки / 3 х 23-мм пушки.

Истребитель Ла-7 с ПуВРД «Д-10».

Истребитель «126ПВРД».

ПВРД-430 под крылом самолета «164».

Самолет «138».

Самолет «138» с ПВРД-430.

ПВРД-430 под крылом самолета «138».

Истребитель «126ПВРД». Рисунок.

Перечень источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.
Б.Л.Симаков. Самолеты страны Советов. 1917-1970.
Энциклопедия-справочник. Самолеты страны Советов.
Армада. Владимир Перов, Николай Якубович. Истребители Ла-9 и Ла-11.
Самолеты Мира. Алексей Фомичев. Поршневые истребители С.А.Лавочкина с реактивными ускорителями.
Летный форум PropJet. Архивные фото.

Д/ф «Оружие Победы» — Истребитель Ла-7

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: