Немцы еще перед войной залетали на территорию СССР используя свои разведывательные самолеты.
Если самолеты-разведчики "Дорнье" 215 и "Хейнкель" 111 регулярно замечали с постов ВНОС (воздушное наблюдения, оповещения и связи) и реагировали как могли. То пролеты высотного разведчика Ю-86R почти не фиксировались.
10 апреля 1941 г. три советских МиГ-3 попытались перехватить немецкий самолет на высоте 11 000 метров, но на высоте два самолёта свалились в штопор. И-153 отстали еще на высоте 8 000. Лишь один Миг смог дать предупредительную очередь и летчик тоже потерял управление самолетом.
Уже после начала войны летом 1942 г. в СССР заметили полеты немецкого стратосферного разведчика-бомбардировщика Ю-86R. Самолет хотя мог, но так и не сбросил на Москву ни одной бомбы, ПВО и ГКО озаботились его появлением. МиГ-3 считавшийся высотным перехватчиком его не мог достать.
В августе 1943 г. немецкий разведчик ушел из неба Москвы, но работы продолжились.
В 1943 г. ГКО обязал промышленность обеспечить высотными моторами 6-ю воздушную истребительную армию ПВО Москвы. Самолет должен был подниматься на высоту до 14 км.
Но один мотор не мог помочь, нужно было снизить удельную нагрузку на крыло перехватчика, обеспечить обогрев оружия и условия работы летчика. На высоте нужна гермокабина, ее обогрев и кислородная система.
Сначала попытались повысить высотность МиГ-3, создали специальную модификацию МиГ-3У, на ней удалось подняться на высоту 11,9 км, этого было недостаточно, к тому же при подъеме на такую высоту, пилот давал мотору передохнуть на площадках в воздухе.
МиГ имел и другие дефекты устранить которые не удалось. В частности, после полета самолет был весь заляпан маслом. В конце концов авиация ПВО отказалась от серийного выпуска этой машины.
Попытались поднять высотность Ла-5ФН и Ла-7.
Во втором полугодии 1942 г. ОКБ завода № 21 включил в план разработки два высотных Ла-5 с моторами М-82 и М-82Ф. Первый должен был получить турбокомпрессоры, второй еще и гермокабину.
Первый самолет должен был подниматься на высоту 13000 м, а второй, с крылом увеличенной площади на 13500 м.
В мае 1943 г. построили первую машину с мотором М-82ФН, но без автомата переключения скоростей турбокомпрессора.
На земле выяснили, что двигатель недостаточно охлаждается, плохим было уплотнение выхлопных труб, воздуховоды, подававшие сжатый воздух от компрессора в карбюратор разрушались, их соединения были негерметичными.
Только 9 июля 1943 г. самолет поднялся в воздух с заводского аэродрома в Горьком.
До 15 апреля 1944 г. первый высотный Ла-5 выполнил 30 полетов. Перегревались масло и головки цилиндров двигателя, падало давление бензина. Удалось подняться только до 12500 м.
Было заменено три двигателя и поставили дополнительный бак на 60 кг масла. Увеличили запас горючего и появился бак с водой, для охлаждения цилиндров мотора, она впрыскивалась в клапанные коробки.
В итоге вес машины возрос на 100 кг, а потолок снизился до 12000 м.
Ежедневно сводки о разработке высотных самолетов Ла-5, Як-9 и МиГ-11 передавались в НКАП.
11 июля 1944 г. Ла-5 перегнали в Москву на завод № 81. Несмотря на все усилия ЦАГИ и ЦИАМ и ОКБ требуемого потолка достичь не удавалось. В декабре Ла-5 передали в Центральный институт авиамоторостроения для выяснения причин появления факела на выходе из турбокомпрессора и отработка устройства впрыска воды.
Тем временем занялись Ла-7 решили приспособить дополнительную силовую установку ЖРД В. П. Глушко.
Второй Ла-5ФН с ТК-3 и увеличенным крылом построили в январе 1944 г. Столкнулись с теми же проблемами, что и у первого самолета.
Вскоре начались летные испытания высотного Ла-7 "изделие 116". 25 июля 1944 г. первый раз были включены турбокомпрессоры. Но выше 8500 м подняться не удалось, мотору не хватало масла.
Первый высотный Ла-7 разбился в катастрофе в июне 1945 г., к тому времени уже успели облетать вторую машину. Но в 1946 г. все работы в этом направлении остановили.
За работу взялись и в ОКБ Яковлева.
В ОКБ-115 на базе Як-3 решили строить два варианта высотной машины. Решили идти двумя путями установить жидкостный реактивный двигатель или поставить высотный двигатель.
Весной 1944 г. для Як-3 приготовили двигатели М-105ПВ и М-105ПД, на первый судя по всему установили опытный нагнетатель с наддувом, на второй двухступенчатый нагнетатель Э-100 Доллежаля.
Для "Яка" спроектировали новое крыло с увеличенным размахом, его площадь также возросла.
Як-3 с ВК-105ПД по расчетам должен был достичь высоту 12 900 метров, вместо требуемых 13 000 - 14 000 метров. На 10 800 метрах самолет должен был достигать скорости 715 км/ч. Осенью 1944 г. на машине увеличили площадь крыла и оставили одну пушку НС-23, вместо ранее запланированных трех.
В феврале 1945 г. начались заводские испытания, 18 февраля выяснилось, что на высоте 9 000 метров давление бензина упало до нуля и испытания прекратили. Самолет передали в ЛИИ для доводки, которая завершилась 5 мая 1945 г.
На Як-3ПД практический потолок достиг 13 000 метров, но на номинальном режиме работы мотора и открытых заслонках водо- и маслорадиаторов высота полета не превысила 10 000 метров.
На самолет с мотором М-105ПВ поставили М-105ПД. Исключили помпаж в компрессоре, для улучшения работы системы охлаждения воды, в ней установили сепаратор и диффузор конструкции ЛИИ. Улучшили герметизацию приборной доски пилота и подвижной части фонаря, восстановили окраску планера.
В июне 1945 г. машину отправили на летные испытания, на 11 000 метров достигли скорость 710 км/ч и потолок 13 300 метров. На высотах 11 000 - 12 500 метров самолет мог совершать боевые развороты и виражи.
В отчете ЛИИ отмечалось, что полеты с кислородной маской на предельных высотах требовали специальной подготовки летчика.
До закрытия проекта полеты на Як-3ПД продолжались еще два года.
Другим вариантом была установка на Як-3 двух двигателей нового типа: жидкостно-реактивных двигателя (ЖРД) РД-1 с тягой 300 кгс и трехкамерного РД-3 тягой 900 кгс.
Расчеты показали, что с ЖРД установленный на Як-3 мог бы достичь скорости 780 км/ч.
Первый полет без включения Як-3РД без включения ЖРД летчик Расторгуев выполнил 22 января 1945 г. Затем попытались запустить РД-1 в воздухе, из 40 попыток он запустился только три раза. 11 мая была зафиксирована скорость 782 км/ч на высоте 7800 метров. Двигатель запускался неустойчиво.
Двигатель с РД-1 с электрическим зажиганием, заменили на двигатель с химическим зажиганием. Но в первом полете 14 мая РД-1 взорвался в воздухе.
Полеты на Як-3РД возобновили 14 августа в полете оборвалась трубка керосиновой магистрали, из-за этого упала тяга ЖРД и кабина пилота стала наполняться газами и брызгами горючего. Самолет удалось посадить.
16 августа летчик Расторгуев после устранения неисправности отправился в очередной полет. Запуск ЖРД прошел успешно, самолет набрал высоту 2500 метров, сделал площадку и после планирования перешел в пикирование и столкнулся с землей. Что было причиной гибели Расторгуева осталось неизвестным.
Попытки использования ЖРД в самолетостроении продолжались, но особым успехом не увенчались, в частности из-за агрессивного окислителя - азотной кислоты. У немцев в ходе войны получилось создать свой ракетный истребитель с ЖРД Ме 163, в качестве окислителя он использовал пероксид водорода, а в качестве горючего смесь метанола, гидразин-гидрата и воды.
Спасибо за прочтение
