При сопоставлении тех двух истребителей нового типа, что успели поступить на вооружение ВВС Красной Армии в заметном количестве, ещё до начала Великой Отечественной - Як-1 и МиГ-1/МиГ-3 - можно поразиться тому, как в одной стране, в одной отрасли промышленности всё могло развиваться настолько по-разному.
Истребитель Яковлева, на момент постановки в серийное производство (и до конца производства), имел прекрасные лётные качества - лёгок и отзывчив в управлении, быстро входит в манёвр и выполняет горизонтальные фигуры*. Несмотря на значительный прирост скорости, Як-1 был даже более простым в освоении, для молодого военлёта, чем истребитель И-16, и не создавал критических проблем при переучивании. Машина Микояна и Гуревича, увы, была тяжела в управлении, и в прямом, и в переносном смысле слова, требовательна к минимальной скорости при выполнении манёвра, и имела мотор АМ-35А, что, при всех положительных качествах, упорно не хотел менять режимы работы, медленно реагируя, при попытке пилота дать или убрать газ. А высокая посадочная скорость создавала трудности и для молодых, и для опытных лётчиков, при переучивании со старых типов - И-16 или полуторапланов.
- на вертикалях оба хороши, но МиГ быстрее
- лёгкость органов управления позволяла и женщинам-лётчикам полноценно воевать на Яках
С точки зрения технологичности, там, где конструкторы МиГа, помимо доводки конструкции, уделили немало внимания и постановке самолёта в серию, ухитрившись добиться унификации некоторых техпроцессов даже с полуторапланом И-153, который выпускался на заводе №1 до МиГа. Создатель Яка и руководство отрасли поставили в серию недоведённую машину, до проведения госиспытаний и внедрения в конструкцию самолёта последовавших за ними доработок, потому что такой отличный истребитель был нужен ВВС ещё вчера (и Як был не единственной "обходной" машиной).
Очевидным последствием такого решения стало то, что все изменения конструкции, в ходе доводки самолёта, достались не только опытному производству ОКБ, но и авиазаводам*, один из которых, до лета 1937-го года, был мебельной фабрикой (№301 в Химках), а второй, с футуристическим наименованием Саркомбайн, выпускал сельхозтехнику (№292 в Саратове), впрочем опытное производство ОКБ Яковлева (завод №115) тоже было кроватной фабрикой, ещё в начале 1930-х годов.
- с завода №126, в итоге, задачу по выпуску Яков сняли, в 1941-м прекратил их производство и завод №301 - с лета 1941-го завод в Химках выпускал Як-7
- завод №292 производил Як-1, разных модификаций, до середины 1944-го года
Помимо самих заводов, часть проблем досталась и смежным производствам, например, после замены винтов на втором прототипе, выяснилось, что производство новых винтов (ВИШ-61П) не имеет и вынуждено ставить прежние (ВИШ-52П), задержки с производством вооружения продолжались до конца лета 1940-го, а винтов, моторов и радиаторов до конца года.
Неудивительно, что при дате выпуска первых серийных Яков в марте 1940-го, а первых серийных МиГов в ноябре, того же 1940-го, год завершался с итогом в 64 выпущенных Яка и 111 выпущенных МиГов. Однако 12 серийных машин в 1940-м году успели отправить на войсковые испытания, в этом опередив-таки МиГи.
Главное - сделать?
Не менее ожидаем был и тот результат, что самолёты Як-1 двух заводов, которым пришлось их внедрять в серию, начали между собой конструктивно различаться (список отличий включал 120 пунктов). Каждый завод выпускал свою производственную оснастку, иногда внося изменения в конструкцию истребителя. Передача технической документации от ОКБ заводу №301, где Яки начали выпускаться раньше (с конца марта), а оттуда на завод №292 (серийные Як-1 с октября/ноября 1940-го), занимала месяцы, что не позволяло создавать единообразный производственный цикл, без соответствующих длительных задержек.
Чтобы представлять объём проблем - в конструкцию самолёта, только до 1-го октября 1940-го года было внесено 3.950 изменений, чего хватило бы, формально, на отдельную модификацию Яка, но 2.950 из них были правками выявленных ошибок в полученных чертежах, 700 были связаны с технологией производства и только 300 - прямыми изменениями в конструкции самолёта.
По причине раннего ввода в серию, Як-1 остался и без радиосвязи. Да, изначально он проектировался, как и МиГ, в вариантах с приёмником или приёмопередатчиком, но к марту 1940-го года от одного варианта приёмника и приёмопередатчика (РСИ-2) уже отказались, а другой (РСИ-4) ещё не производился. Борьба с постоянно набиравшимся внепроектным лишним весом*, на прототипах и серийных машинах, привела к тому, что опытные машины собирались без экранировки проводки и выделения мест под установку рации, а серийное производство, их и вовсе не предусматривало.
- ограничение веса, по прочности шасси, у И-26 составляло всего 2.300 кг, а взлётный вес уже первого прототипа достигал 2,6 тонн
Но одним только (не)совпадением дат дело не ограничивалась, ранние варианты станции РСИ-4 имели серьёзные эксплуатационные проблемы, вплоть до того, что лётчики решали их снимать со своих машин (МиГов и ЛаГГов), а производство самих радиостанций отставало от планов, и на Яки их, банально, не хватило бы. В конечном итоге, решение оставить Яки без радиосвязи в 1940-1941-м годах (с конца 1941-го, РСИ-4 начали устанавливаться на часть машин), было не проявлением отсталости или недальновидности конструкторов, а вынужденным компромиссом на пути скорейшего внедрения самолёта в серию.
Причина такой лихорадочной спешки была проста, разработка многих типов истребителей, которые рассматривались как перспективные серийные, стартовала ещё в 1938-м году, но прошёл 1939-й, шёл 1940-й, в серии так и оставались И-16 и И-153.
В общем-то, и назначение Александра Сергеевича Яковлева на пост заместителя главы Народного Комиссариата Авиационной Промышленности по опытному самолётостроению (январь 1940-го года), а до того получение им задания на проектирование будущего Як-1 (июнь 1939-го) были следствием именно провала "старого" НКАП с подготовкой к серийному выпуску новых машин в 1939-1940-м годах, что и привело руководство страны к ставке на молодых и инициативных конструкторов и руководителей.
Подробнее ситуация с разработкой новых истребителей описана в первой статье о МиГах*, здесь нам важнее её последствия.
Разработка Як-1 началась летом 1939-го года, в июне-июле, готовый эскизный проект и макет представлены в октябре. Реальная "фора" перед МиГом, по времени разработки, была гораздо меньше разницы между датами постановки истребителей в серию - всего один-два полных месяца.
Первый прототип (И-26-I) был построен довольно быстро, и уже в конце декабря 1939-го года отправлен на заводские испытания, полёты начались в январе следующего года. От стадии эскизного проекта прошло всего три полных месяца.
Испытания первого прототипа не обошлись без трагического происшествия. 27-го апреля 1940-го года погиб опытный лётчик-испытатель Юлиан Иванович Пионтковский. Насколько можно понять из описаний, катастрофа произошла из-за поломки при выполнении фигур высшего пилотажа.
Второй и третий прототипы проектировались параллельно, И-26-II построен в феврале, при этом, в его конструкцию успели внести изменения и доработки по итогам испытаний первой машины.
Вес самолёта достиг 2,7 тонн.
Самолёт получил новый винт, улучшенной конструкции маслорадиатор, дополнительные измерительные приборы и перекомпонованную приборную панель в кабине и имел упрощённый доступ техников на земле к агрегатам самолёта (техникам стало проще, а вот конструкция самого капота мотора усложнилась).
Прототип И-26-III, хоть и начали строить ещё в январе, был построен лишь в июле, а полноценные лётные испытания начались в октябре. Самолёт дорабатывался по итогам испытаний второго прототипа (например, опять сменили маслорадиатор, на "радость" заводчанам), вес продолжал расти и достиг 2,8 тонн. Основное направление доработок было прежним - эксплуатационные свойства и доводка машины*.
- даже в мелочах, с третьего прототипа, на Яках (впервые на советских истребителях) появляются мешки-гильзосборники для пулемётов, не дававшие стреляным гильзам и звеньям лент ШКАСов весело цокать и щёлкать по полотну крыла, фюзеляжу самолёта или попадать в радиаторы
Именно третий прототип и стал "итоговым" эталоном для серийного производства, хотя доработки на этом отнюдь не прекратились и даже не особо сократились в объёме, серийное производство продолжало править ошибки в чертежах, менять оснастку и подгонять детали самолёта под свои техпроцессы до конца 1940-го года, а потом ещё и в 1941-м.
Во время испытаний третьего прототипа, 7-го сентября 1940-го года, вышло и Постановление СНК СССР "О пушечно-пулемётном вооружении истребителей". Оно требовало усилить вооружение всех трёх перспективных истребителей. В конечном итоге, ОКБ и авиазаводы реализовали эти требования для МиГов и ЛаГГов, но на Як-1, который уже страдал от перегруза по нагрузке на шасси, из-за чего успел лишиться радиостанции, дополнительное вооружение не устанавливалось, хотя в чертежах оно прорабатывалось.
Испытания И-26-III "прошёл удовлетворительно", завершив их в декабре 1940-го года, с выводом испытателей о недоведённости конструкции самолёта и отсутствии специального оборудования*.
- помимо радиооборудования, самолёт не имел, например, посадочной фары и так и не получил (в 1940-м году) бензиномера
Окончательно проблемы с конструкцией И-26 должны были решиться с внедрением в производство нового И-30 (первым получившего обозначение Як-3).
Согласно принятой Совнаркомом СССР в декабре 1940-го года программе, со второго квартала 1941-го на заводах №292 и №301, а с третьего ещё на нескольких авиазаводах, но доработка опытных образцов новой машины затянулась, в итоге, в 1941-м продолжился выпуск Як-1*.
- официально обозначение Як-1 получено в декабре 1940-го года
Первые серийные машины завода №301 (первая производственная серия в 12 машин завершилась в сентябре 1940-го), с технической точки зрения, были "гибридами", начавшими строиться ещё по чертежам первого прототипа. Качество было под стать всем перипетиям производственного процесса. В докладе начальника Главного Управления ВВС РККА П.Рычагова, в октябре 1940-го, говорилось, что от завода №301 придётся, поначалу, принимать самолёты с гарантийным сроком хранения в ангаре в пять месяцев. Сами самолёты старались оставлять в Московском военном округе, где с ними могли работать и работали бригады рабочих с завода - исправляя поломки и внедряя улучшения, в том числе, параллельно войсковым испытаниям, по итогам которых также вносили изменения и на заводах. Всего завод №301 выпустил в 1940-м году - 48 машин (принято до конца года - 36, из них отправлено в войска - 12), до конца марта 1941-го, когда выпуск Як-1 в Химках прекратился - ещё 69 истребителей.
Завод №292 изначально работал с чертежами третьего прототипа, хотя и на них пришлись тысячи правок и изменений, что отразилось на качестве продукции, производство в Саратове налаживало выпуск в чуть лучших условиях и меньше страдало от задержек выпуска у смежных заводов. Первые Яки на заводе №292 собрали из деталей поставленных с завода №301 в октябре 1940-го, в ноябре начали собственный выпуск, до конца года сдав военной приёмке 16 машин.
По итогам предвоенного производства Як-1, нужно указать на несколько важных моментов.
Яки выпуска 1940-го и начала 1941-го года имели ворох проблем, но и производство истребителей, за этот период, было сравнительно небольшим. Весь выпуск 1940-го года и первого квартала 1941-го года составил 209 машин, тогда как один только завод №292 во втором квартале выпустил 242 машины.
Как говорилось выше, самолёты из Саратова и Химок заметно различались, в том числе и по наборам производственных дефектов, так что перечисление всего списка проблем конструкции Як-1, которое иногда встречается в литературе, не стоит переносить на все самолёты*.
- иронично, например, что "мебельные" Яки страдали от проблем с обшивкой (полотно, дерево), а "зерноуборочные" от дефектов сварки металлического каркаса
Поставки Як-1 в войска, равно как и поставки МиГов, не успели в летний сезон 1940-го, но войсковые испытания, всё-таки, начались в 1940-м году. В этом аспекте, спешка с внедрением самолётов в серию дала положительный эффект.
В общем-то, и использованное сравнение с производством МиГов требует уточнения, что их выпускал завод №1 - старейший авиазавод СССР с наиболее опытным коллективом, а не переданные Наркомату оборонной промышленности только в конце 1937-го мебельная фабрика (№301) и завод сельхозтехники (№292).
Хотя общий выпуск Яков, который можно отнести к предвоенному периоду, составил вполне солидное число машин*,
- 451 истребитель до конца июня 1941-го
в трёх Особых приграничных военных округах, к началу войны, их насчитывалось всего 85 машин, а во всех пяти западных ВО, включая Ленинградский и Одесский - 105. ВВС Военно-морского флота (в тех же приграничных округах) имели всего 8 Яков.
Разумеется, есть такой фактор как расхождение статистических данных по датам, и в войска в июне успели поставить какое-то число машин, которое не было учтено к 22-му июня и не попало в итоговую статистику. Однако, далеко не все даже из учтённых машин получили экипажи, а сами экипажи прошли подготовку к полётам на новой технике. По данным о Западном и Киевском Особых ВО, только к 22 процентам самолётов новых типов имелись экипажи подготовленные до уровня полётов в дневное время в простых метеоусловиях.
- подробнее:
В большей степени, расхождение объясняется тем, что не все выпущенные машины проходили военную приёмку (см таблицу выше), а прошедшие сразу отправлялись в войска*.
- из 295 Як-1 принятых на заводе №292 до 22-го июня, только 199 было отправлено в войска
- с завода №301 отправлено 93 машины из 104 принятых, а выпущено было 117 машин
- некоторые машины возвращали на заводы, для ремонта или доделок
Отправленным машинам нужно было ещё добраться до получателя, обязательное требование перегонять истребители по воздуху появится уже после начала Великой Отечественной, до того они отправлялись в полуразобранном виде, в ящиках, по железной дороге. А получателю собрать не самый технологичный самолёт, с тяжёлым неразъёмным крылом.
Як-1 распределялись по военным округам более равномерно, чем МиГи, в том числе, из-за ситуации с машинами завода №301, ранние серии которого старались держать поближе к заводу в Московском ВО, помимо этого, часть новых Яков отправлялась на Дальний Восток и в Закавказский ВО.
Для приграничных округов, по данным из справочника "Советская авиация в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг. в цифрах", картина выглядела так:
- Прибалтийский ОВО - имел 3 истребителя Як-1
- Западный ОВО - 20 истребителей
- Киевский ОВО - 62 истребителя
- Одесский ВО - не имел Як-1, но один из полков готовился к их получению или сборке
- Ленинградский ВО - 20 истребителей
- ВВС Краснознамённого Балтийского флота - 8 истребителей
- ВВС Черноморского флота - не имели Як-1, но один из полков готовился к их получению или сборке
Во всех западных приграничных округах, только у Киевского Особого ВО указано число машин достаточное на один полк (штат ИАП - 63 истребителя), и только в этом полку (20-й ИАП) было 36 лётчиков успевших освоить Як-1 до 22-го июня.
Лучшему истребителю - лучший мотор!
Мотор М-105, а также модификации и моторы на его основе, создаваемые в ОКБ завода №26 под руководством Владимира Яковлевича Климова, были одной из главных слагаемых успеха истребителей Яковлева (и не только их), включая и рассматриваемый нами Як-1.
Мотор М-105 сочетал в себе небольшой вес, возможность установки пушки в развале цилиндров (такая модификация обозначалась буквой "П") и имел двухскоростной одноступенчатый нагнетатель, что обеспечивал приемлемые высотные характеристики.
- сухой вес серийного мотора М-105 - 570 кг, истребительный М-105П был несколько тяжелее - 608 кг, но "лишний" вес приходился на места установки пушечного и пулемётного вооружения
- мощность мотора - до 1.100 л.с. в постоянном режиме работы
Помимо модификации М-105П (под установку 20-мм пушки ШВАК и с двумя синхронизаторами под установку пулемётов), были разработаны ещё несколько вариантов мотора, включая высотный, но уже их создание затянулось.
Доводка мотора для истребителей завершилась в 1940-м году, весной, а небольшая опытная серия моторов М-105П была запущена в производство ещё в конце 1939-го года. Готовность мотора стала одним из импульсов к ускорению (всеми средствами) работ по Яку. Пока некоторые перспективные истребители выходили на испытания с "неистребительными" моторами (М-87 вместо М-88, на И-28 Яценко и И-180 Поликарпова), у Як-1 уже был соответствующий требованиям НКАП и доведённый до надёжной работы мотор, в связи с чем также требовалось как можно скорее "замучить" испытаниями конструкцию самолёта и узнать не имеет ли она неустранимых дефектов и не заимеет ли их при массовом выпуске.
Мотор-пушка, как именовалась установка пушечного вооружения внутри двигателя, не только экономила место под капотом, но и обеспечивала высокую точность стрельбы, за счёт близости орудия к оси центра масс самолёта. Для 20-мм ШВАК, с её относительно маломощным патроном, это было ещё не так важно, но развитие конструкций истребителей Яковлева и Лавочкина приведёт к появлению, на основе М-105, мотор-пушек калибра 23-мм, а далее и 37-мм, с их огромной отдачей, а проекты их установки появились ещё для Як-1.
Боекомплект мотор-пушки ШВАК на Як-1 составлял 120 патронов, а каждого из ШКАСов по 750 патронов, для наиболее массовых вариантов серийных машин.
Реактивных снарядов и бомбового вооружения в конструкцию Як-1, до войны, внедрить не успели.
Потенциальный противник.
Если МиГи, в сравнении с аналогичной продукцией Баварских авиастроительных заводов (истребителем BF-109), имели явные тактические отличия, говоря по-простому, были ощутимо быстрее на больших высотах и ощутимо медленнее на малых, проигрывая в манёвренности и скороподъёмности, то оптимальные высоты для Яков и ЛаГГов, с моторами М-105П и -ПА* оказывались в той же высотной нише, что и у их потенциальных противников. С тем неприятным отличием, что выгодные диапазоны высот у "мессеров" были шире, даже у модификации "Эмиль" (BF-109E), которая уже сменялась, к лету 1941-го, более новыми "Фридрихами".
- доработанный и более надёжный вариант М-105П, того же веса и мощности (+/- огрехи серийного производства), производившийся с 1941-го года
На малых и средних высотах, в первую очередь, сказывалась энерговооружённость самолётов, с набором высоты всё больше работала аэродинамика.
Если бы Як-1 сохранил свой изначальный проектный полётный вес в 2,6 тонн, мы бы увидели на графиках выше несколько иную картину. Увы, в реальности, серийное производство сумело сохранить лишь вес эталонного И-26-III и то с поправками на плюс 50-100 кг - от 2,9 до 3 тонн.
Это означало, что на тонну веса Яка, при мощности мотора в 1.100 л.с., приходится около 378 (для веса в 2,9 тонн) этих самых лошадиных сил - это подсчёт столь же грубый, сколь изменчива мощность мотора на разных высотах, да и вес самолёта в полёте меняется - топлива на борту Яка более 300 кг, но какое-то представление мы получим.
На тонну веса BF-109F2 (3,1 тонны при постоянной мощности в 1.270 л.с.) мы приходится около 410 л.с.
Чрезвычайные режимы работы моторов мы не учитывали*, но, всё же, разница ощутима.
- у BF-109F2 до 1.350 л.с., а по некоторым вариантам замеров и до 1.450 л.с. на чрезвычайных режимах работы мотора
При этом, Як-1 не получали автоматические предкрылки, что давало более тяжёлому "Фридриху" неожиданное* преимущество, при резком уходе в набор высоты на малой скорости, да и "Эмилю" тоже.
- неожиданное - при большем весе и меньшей площади крыла, по графику скороподъёмности видно, что в устойчивом наборе высоты самолёты могут идти чуть ли не "след в след", несмотря на разницу в мощности мотора
- и это подтверждается не только расчётными графиками, но и опытом воздушных боёв
В горизонтальном манёвре, меньшая удельная нагрузка на крыло давала некоторое преимущество Яку, но BF-109 мог входить в вираж на меньшей скорости, благодаря всё тем же автоматическим предкрылкам.
Разница в максимальных скоростях между основными типами Яков и "мессеров", на июнь 1941-го:
- 586 км/ч у Як-1 завода №292
- 577,5 км/ч у Як-1 завода №301
- 542-580 км/ч у разных вариантов BF-109E - 580 км/ч у наиболее массового из поздних BF-109E7
- 600 км/ч у BF-109F2
Уже в ходе Великой Отечественной, выявилось падение скорости Як-1 (до 550-560 км/ч) как из-за фронтовых доработок, так и из-за деформаций обшивки.
При сравнении технических возможностей самолётов, как ни парадоксально, всеми постоянно упускается, что это сравнение именно технических возможностей, а не ответ на вопрос "кто победит в воздушном бою?".
Як-1 уступая во всём, по своим техническим возможностям, был достаточно близок к BF-109F, чтобы, даже на уровне прямого сравнения, формула "навязать бой по своему желанию и свободно выйти из него", для превосходящей стороны, перестала работать. Разве что, риск срыва обшивки с крыла ограничивал Як-1 в наборе скорости в пикировании, и это давало-таки противнику определённое окно возможностей для выхода из боя с разменом высоты на скорость.
К началу войны.
Главным преимуществом Як-1 была простота освоения самолёта, как на уровне пилотажа, так и на уровне тактических возможностей, где он был похож на будущего противника, вплоть до трёхточечного набора вооружения с двумя пулемётами и мотор-пушкой.
Забегая вперёд, к итогам приграничных сражений лета 1941-го года, трагически изменивших ВВС РККА, именно эта простота дала дополнительный шанс на их развитие и восстановление.
В войсках приграничных округов, летом 1941-го года, Як-1 было слишком мало, чтобы оказать заметное влияние на ход боевых действий. Хотя 20-й ИАП Киевского Особого военного округа, единственный имевший подготовленных лётчиков на Яках, сделал заявки на сбитые самолёты противника.
Завод №292 сумел наладить массовое производство нового истребителя лишь накануне войны, именно в июне-июле 1941-го выдав близкие к плановым 100 и 150 машин в месяц, соответственно.
Усилия ОКБ Яковлева и саратовских заводчан, при внедрении Яка в серию, не пропали даром, с каждой предвоенной производственной серией, помимо количественного прироста выпуска, истребитель становился надёжнее и... дешевле. Ранние войсковые испытания и запуск в серию позволили обеспечить авиационные части технической документацией, пусть даже она прибывала раньше самих машин.
Завод №301 не просто свернул производство Як-1, а перешёл на выпуск его учебного варианта - Як-7, позднее начал производить и боевой вариант учебного. Но, к началу войны, Як-7 массово не выпускался, первые машины прошли военную приёмку только в конце мая 1941-го.