Ла-5ФН
Немало хлопот промышленности и ВВС доставил недоведенный карбюратор АК-82ВП, допускавший повышенный расход горючего и, как следствие, снижение дальности Ла-5 и Ла-5Ф. Так, испытания Ла-5 № 37210404 в НИИ ВВС в октябре 1942 года показали, что в полете на наивыгоднейшей скорости и высоте до 2000 м дальность не превышала 960–970 км. Летом следующего года дальность Ла-5 № 37212124 снизилась до 820 км, а на Ла-5Ф № 37212501 – до 580 км. В обоих случаях запас горючего был одинаков – 340 кг, но во втором дополнительной причиной снижения дальности стала ухудшившаяся аэродинамика.
В феврале 1943 года на весах натурной аэродинамической трубы Т-101 ЦАГИ установили серийный экземпляр Ла-5 № 37210514. Мощность электродвигателей, приводивших во вращение пару вентиляторов трубы, была такова, что испытания проводились исключительно ночью – в противном случае пришлось бы отключать от электросети целый город.
Проведенные исследования показали, что если самолет герметизировать снаружи и изнутри кабины от всевозможных перетеканий воздуха и закрыть щитками купола колес шасси, то можно, снизив аэродинамическое сопротивление, увеличить скорость приблизительно на 35 км/ч. Причем наибольший прирост скорости (24 км/ч) давал первый путь, связанный с герметизацией истребителя.
Вдобавок в некоторых случаях крыло Ла-5 обладало наименьшим из отечественных истребителей значением коэффициента подъемной силы. Когда разобрались, то выяснилось, что открытие створок капота, регулировавших температуру двигателя, приводило к срыву потока на центроплане и, как следствие, к нарушению линейной зависимости коэффициента подъемной силы крыла от угла атаки. Диагноз «болезни» Ла-5 был поставлен точно, осталось разработать метод ее «лечения».
В марте – апреле Ла-5 с герметизированными капотом мотора и тоннелем маслорадиатора, с воздухозаборником, перенесенным под фюзеляж (за пятый шпангоут), исследовали в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ Т-104. Результаты были обнадеживающие, только это мероприятие дало 25–30 км/ч, а ряд более мелких улучшений прибавлял еще 10–15 км/ч. К тому же улучшился температурный режим мотора, поскольку расход воздуха через маслорадиатор возрос почти на четверть.
Ла-5ФН в сборочном цехе завода № 21
Так был сделан следующий шаг к одному из лучших истребителей Второй мировой войны – будущему Ла-7.
Пока в ОКБ в соответствии с рекомендациями ЦАГИ дорабатывали Ла-5, в этом же 1943 году на контрольные испытания предъявили серийную машину № 37212282 с убирающимся хвостовым колесом. Восьми полетов хватило для того, чтобы сделать вывод о полном соответствии летных данных машины постановлению ГКО от 9 декабря 1942 года, хотя на ней по-прежнему оставались незакрытыми купола (выемки в крыле под колеса) шасси, возвышалась мачта антенны радиостанции.
В начале 1943 года на мотор М-82 вместо карбюратора поставили аппаратуру непосредственного впрыска бензина в цилиндры. Взлетная мощность двигателя, получившего обозначение М-82ФН, возросла на 150 л.с., а номинальная на высоте 1650 метров – на 90 л.с. При этом он потяжелел на 30 кг. Вскоре мотор запустили в серийное производство и установили на Ла-5.
В апреле 1943 года в НИИ ВВС поступил «Дублер» истребителя Ла-5ФН (тип «39» с эмблемой на капоте сначала в кружочке с надписью «ФН», а затем в виде ромба, внутри которого также было нанесено «ФН») с металлическими лонжеронами крыла. Однако в серию он сначала пошел со старыми лонжеронами из дельта-древесины, впоследствии замененными на металлические. Спустя месяц на государственные испытания поступил новенький, еще пахнущий краской серийный Ла-5ФН (№ 39210104). Завод № 21 был еще не готов к внедрению всех новшеств, и на боевых машинах, предназначавшихся для фронта, продолжали использовать деревянные лонжероны и неубирающиеся костыльные колеса. Но был и некоторый прогресс. Так, увеличилась площадь руля высоты и уменьшился суммарный сектор его отклонения с 55 до 40 градусов. Если раньше элероны отклонялись симметрично вверх и вниз (общий угол 35 градусов), то теперь угол их отклонения вверх увеличили, а вниз уменьшили, что положительно сказалось на их эффективности. Пневматическое управление огнем из пушек заменили пневмоэлектрическим, сняли с мотора передние жалюзи и внесли ряд других более мелких, но не менее важных изменений.
Ведущими по испытаниям «Дублера» были инженер А.С. Розанов и летчик А.Г. Кубышкин. И хотя он потяжелел, его летные характеристики за счет более мощного мотора улучшились по сравнению с Ла-5Ф. Максимальная скорость на второй границе высотности (5800 м) достигла 610 км/ч, а время набора высоты 5000 м сократилось почти на минуту. По оценке летчиков А.Г. Кубышкина и В.Е. Голофастова, техника пилотирования истребителя не отличалась от пилотирования серийного Ла-5. Управление рулем высоты было легкое, а нагрузки от элеронов – нормальные. Несмотря на то что в кабине по-прежнему было жарко, НИИ ВВС дал машине положительную оценку.
Воздушные бои, пока еще в испытательной зоне Подмосковья, между Ла-5ФН и одним из лучших немецких истребителей Вf 109G-2 с тремя точками стрелкового вооружения, проведенные летчиками-испытателями НИИ ВВС в 1943 году, показали, что машина Лавочкина до высоты 5000 м имела перед «мессершмиттом» преимущества в вертикальном маневре. В боях на горизонталях Ла-5ФН через четыре-пять виражей заходил в хвост противнику.
Четвертый серийный экземпляр Ла-5ФН, май 1943 года
Несмотря на улучшение летных данных, одним из главных недостатков машины считался чрезмерный полетный вес. По этому поводу директор завода № 21 С.И. Агаджанов докладывал заместителю наркома авиационной промышленности П.В. Дементьеву:
«Направляю вам копию расчета весов Ла-5, утвержденных Лавочкиным, из которого видно, что вес самолета определен 3295 кг, тогда как решением ГКО этот вес установлен 3250 кг.
Это осложняется тем <…>, что завод № 19 поставляет моторы весом 929 кг вместо 900 кг.
Прошу вынести на решение ГКО вопрос об установлении веса Ла-5 М-82ФН с деревянными лонжеронами крыла и центроплана в 3295 кг…»
В мае 1943 года сборочный цех завода № 21 стали покидать первые серийные Ла-5ФН. По-прежнему высоким оставался разброс взлетных весов истребителей и их летных данных. Видимо, самым легким был Ла-5ФН № 3811022 с металлическими лонжеронами, выпущенный заводом № 381 в феврале 1944 года, при весе 3145 кг он развивал скорость 595 км/ч на высоте 5950 м, а самым тяжелым – горьковский Ла-5ФН № 39210206 – 3445 кг.
Ла-5ФН постоянно совершенствовался от серии к серии. Если раньше это связывалось с небольшими изменениями, снижавшими главным образом трудоемкость изготовления машины, то в начале 1943 года ОКБ предприняло очередную попытку улучшения всех характеристик самолета. В августе 1943 года из сборочного цеха выкатили истребитель № 39210109, и опытный глаз авиаторов сразу отметил новшества. Прежде всего, всасывающий патрубок перенесли с верхней части мотора под капот, а торчащую «бородку» маслорадиатора разместили между третьим и пятым шпангоутами. Фонарь вместо сдвижного стал открывающимся вбок по типу Вf 109, а дополнительные щитки полностью закрывали убранные колеса основных опор.
