«Второстепенная» задача

На всем протяжении Великой Отечественной войны главные задачи авиации, и нашей, и противника, сводились к непосредственной поддержке войск. Это определялось характером боевых действий на Советско-германском фронте. Уже к концу лета 1941 года стало ясно, что немецкая авиация не способна решать стратегические задачи по уничтожению защищенных достаточными силами промышленных районов и крупных городов. А те отдельные массированные бомбардировочные операции, которые и проводили ВВС Германии после бесславного окончания «битвы за Англию», пусть даже некоторые были и весьма успешны, не влияли не только на ход войны в целом, но даже и на отдельные ее стратегические операции, чего нельзя было сказать о роли авиации фронтовой.

 

Соответственно стала видна ошибочность довоенных взглядов на развитие истребительной авиации в сторону повышения ее высотности – большинство воздушных боев в 1941 году шло не вышло 4500 м, а в основном они завязывались в диапазоне высот 1000-2500 м, с которого начинали обычно атаку самолеты Hs 123, Ju 87, Ju 88, Не 111Н, СБ, Пе-2 и Ил-2, постепенно опускаясь до самой земли.

 

В то же время продолжала активно работать немецкая разведывательная авиация, причем не только фронтовая, представленная в то время в основном устаревшими самолетами Хеншель Hs 126, но и дальняя. Она у немцев была вполне современной. Самолеты Дорнье Do 215B-1 имели дальность 2400 км на скорости 410 км/ч на высоте 4000 м, а Юнкерс Ju 88D-1 – 2900 км при скорости 425 км/ч на эшелоне 5000 м. Хотя практический потолок этих машин был невелик (9000 и 8600 м соответственно),  правильная тактика позволяла им успешно действовать практически везде.

Дальний разведчик Дорнье Do 215B-1 из 2-й эскадрильи разведывательной группы Главного командования Люфтваффе (2./Aufkl.Gr.Ob.d.L). В начальный период Великой Отечественной войны такие самолеты почти беспрепятственно действовали над тыловыми районами СССР, где было мало аэродромов ПВО
Дальний разведчик Дорнье Do 215B-1 из 2-й эскадрильи разведывательной группы Главного командования Люфтваффе (2./Aufkl.Gr.Ob.d.L). В начальный период Великой Отечественной войны такие самолеты почти беспрепятственно действовали над тыловыми районами СССР, где было мало аэродромов ПВО
Фото: waralbum.ru
Дальний разведчик Юнкерс Ju 88D-3 борт G2+EH из эскадрильи 1.(F)124 Люфтваффе на аэродроме Алакуртти в Мурманской области – лето 1941 г.
Дальний разведчик Юнкерс Ju 88D-3 борт G2+EH из эскадрильи 1.(F)124 Люфтваффе на аэродроме Алакуртти в Мурманской области – лето 1941 г.
Фото: www.asisbiz.com

Немецкие дальние разведчики пересекали линию фронта на «тихих» участках, обходя наши аэродромы, а на интересующие их тыловые объекты выходили на высоте порядка 7000 м на скорости 430…450 км/ч, появляясь не только над Москвой, Ленинградом, Севастополем и Мурманском, которые вскоре стали прифронтовыми городами, но даже над Поволжьем и Кавказом.

 

Поскольку эти районы не имели развитой аэродромной сети ПВО, даже перехватчики МиГ-3, самые худшие из которых развивали скорость не ниже 600…615 км/ч на высоте 7800 м, часто не успевали их перехватить – их рубежи высотного перехвата в 150…200 км не покрывали весь защищаемый район. Причина была в том, что с учетом времени на взлет и набор высоты им часто просто не хватало топлива, чтобы догнать цель.

 

Большинство из немногочисленных тыловых полков ПВО базировалось у крупных городов, но в ходе эвакуации промышленности из оккупируемых врагом областей многие производства размещались не в столь же крупных городах, и не за Уралом, а в райцентрах и даже маленьких поселках северо-восточнее Москвы и на Средней Волге. Прежде всего, это касалось предприятий Наркомата боеприпасов, которому были переданы заводы Наркомата сельхозмашиностроения, большинство из которых находилось именно в этом регионе.

 

И наконец, важнейшими и совершенно не прикрытыми объектами стали железнодорожные станции в таких небольших населенных пунктах. А многие из них были узловыми и там постоянно скапливались десятки эшелонов – идущих на Восток с эвакуируемыми заводами и мирными жителями, и на Запад – которые следовали к фронту с боеприпасами, бензином, войсками и техникой из тыловых округов. Истребительного прикрытия они не имели, зенитки сбить не разведчик на высоте 7000 м не могли, он вызывал по радио группу бомбардировщиков He 111P/H, Ju 88A или Do 17Z, которые через час-два превращали такую станцию в пылающий ад.

 

Отсутствие истребительного прикрытия таких объектов позволяло противнику бомбить их регулярно. При этом вражеские самолеты дальней разведки не только наводили бомбардировщики на цель, но и безнаказанно контролировали их работу, организовывая в случае ее недостаточного «качества» повторный налет.

Немецкий аэрофотоснимок узловой железнодорожной станции Бахмач в Черниговской области Украинской СССР после бомбардировки 14 июля 1941 г.
Немецкий аэрофотоснимок узловой железнодорожной станции Бахмач в Черниговской области Украинской СССР после бомбардировки 14 июля 1941 г.
Фото: zalizyaka.livejournal.com
Расшифровка результатов очередного немецкого авиаудара по станции Бахмач 24 августа 1941 г.
Расшифровка результатов очередного немецкого авиаудара по станции Бахмач 24 августа 1941 г.
Фото: zalizyaka.livejournal.com

Германское руководство всегда придавало воздушной разведке, в том числе и дальней, важнейшее значение. Его самолетостроительная программа в ходе войны претерпевала самые неожиданные «пертурбации». От немецкой авиапромышленности Геринг, Удет, Мильх и прочие ее «фюреры» разного масштаба требовали то больше бомбардировщиков, то истребителей, то штурмовиков, то торпедоносцев, чтобы топить британские транспорты. Соответственно давалась команда перестать разрабатывать и строить самолеты других классов. Но если внимательно посмотреть на то, на какие классы самолетов «колебания линии партии» влияли меньше всего, то самыми стабильными будут именно разведчики – они были нужны всегда, даже когда Советская Армия стояла уже на Одере.

 

Верховное командование вооруженных сил Германии в целом всегда стремилось контролировать положение дел с дальней разведывательной авиацией, и напрямую держало связь с ее подразделениями.

Фельдмаршал Альберт Кессельринг принимает доклад командира разведывательного подразделения Люфтваффе. На заднем плане самолет Дорнье Do 215B
Фельдмаршал Альберт Кессельринг принимает доклад командира разведывательного подразделения Люфтваффе. На заднем плане самолет Дорнье Do 215B
Фото: img.audiovis.nac.gov.pl

О таком привилегированном положении разведывательной авиации в структуре Люфтваффе в СССР знали. Знали и о том, что кроме известных нам дальних разведчиков Do 215B (такой самолет, кстати, перед войной был куплен в Германии и испытан) и Ju 88D ведутся какие-то работы по новым сверхвысотным машинам, которые будут летать в стратосфере. Хотя в конце 1941 года, информации о принятии на вооружение самолета Юнкерс Ju 86P наша разведка еще не имела, но ожидалось, что это будет в ближайшее время. А на самом деле первый Ju 86P был сдан в строевую эксплуатацию уже в 1940 году, просто его тогда никто не смог засечь.

 

Обеспечить перехват разведчиков и бомбардировщиков противника, действовавших в тыловых районах СССР, можно было двумя путями. Первый заключался в том, чтобы увеличить рубеж перехвата до 400…500 км и продолжительность полета до 3-4 часов, чтобы организовать защиту таких объектов методом барражирования в воздухе. Если пойти по этому пути, то получится тяжелая двухмоторная машина, которая будет иметь большую стоимость и трудоемкость. Второй путь предусматривал повышение скорости – желательно было бы получить 700 км/ч на высоте 7000 м, тогда в большинстве тактических ситуаций, которые были возможны в то время с учетом расположения аэродромов ПВО и прикрываемых объектов, перехватчик с гарантией успевал бы догнать такие самолеты-разведчики, как Do 215B или Ju 88D.

 

 

«Ламинарный» самолет

Понимали это и командование ВВС Красной Армии, и Наркомат авиационной промышленности СССР, и руководители ОКБ №155 НКАП Артем Иванович Микоян и Михаил Иосифович Гуревич. Потому в середине осени 1941 года, в самый критический период Великой Отечественной войны, когда все решалось в окопах последних линий обороны на подступах к Москве, они предложили разработать новый высотный перехватчик, и их инициатива была одобрена.

 

Принять такое решение это в то время было очень непросто. Конструкторское бюро находилось буквально «на рельсах», эвакуируясь из Москвы в Куйбышев, и было до предела загружено приведением серийно выпускаемого истребителя МиГ-3 к требованиям фронта. И здесь речь шла не только об устранении дефектов машины, но и о том, чтобы повысить ее летно-тактические данные именно в том диапазоне высот, где шли основные воздушные бои. ОКБ-155 продолжало также вести работы по двухмоторному дальнему истребителю сопровождения ДИС, но было уже очевидно, что эту тему придется закрыть из-за недостатка сил и средств на нее.

 

Еще на стадии проектирования прототипа МиГ-3, самолета И-200, Николай Николаевич Поликарпов, чей проект И-62 был положен в основу этой работы, рекомендовал Микояну заменить аэродинамический профиль крыла Klark-Y новым, который дал бы лучшие соотношения действующих на крыло аэродинамических сил – подъемной и сопротивления.

 

Немного теории. Значительный вклад в общее сопротивление самолета вносит явление, именуемое срывом потока. Оно заключается в том, что пограничный слой, непосредственно обтекающий поверхность самолета, а затем и весь поток отрываются от нее, образуя зоны пониженного давления, где частицы воздуха хаотично закручиваются, и на это «уходит» часть энергии, которую производит силовая установка самолета, «проталкивая» его сквозь сопротивляющийся этому движению воздух.

 

Типовые профили крыла и оперения, которые применялись в то время, на скоростях свыше 300…400 км/ч давали турбулентный характер пограничного слоя. С одной стороны, это было не так уж плохо, потому что и значения подъемной силы у них были достаточно высоки, но ценой этому было большое сопротивление. Чтобы самолету выйти из режима прямолинейного полета и выполнить любой маневр, будь то в горизонтальной, или в вертикальной плоскости, ему необходима прибавка подъемной силы. Для этого пилот увеличивает угол атаки, подъемная сила растет, но становится все более интенсивным и срыв потока, который сначала, до определенного значения угла атаки, вызывает все больший рост сопротивления, а затем, когда срыв захватывает основную часть крыла, – и падение подъемной силы.

 

Аэродинамики американской фирмы «Кертисс» и специалисты Национального управления по аэронавтике США (NACA) провели обширную серию экспериментов с целью снижения сопротивления крыла. Они обнаружили, что если придать профилю близкую к симметричной форму и заострить носок, место наибольшей строительной высоты расположить примерно на 40% хорды, а «хвостик» поджать, то при сравнимых с обычным профилем значениях подъемной силы на малых углах атаки сопротивление получится примерно на 15…20% меньше. Но если угол атаки увеличивать, то вскоре картина поменяется – сопротивление будет расти быстрее подъемной силы, а срыв наступит раньше и будет носить более резкий характер. Самолет с таким крылом будет скоростным, но неманевренным, а еще он будет склонен к неожиданному переходу в штопор во время выполнения эволюций.

 

Хотя это большой «минус», но перспектива прибавки скорости и дальности полета без роста мощности мотора и запаса топлива была слишком заманчивой, чтобы не попытаться использовать открывающиеся новые возможности. Однако фирма «Кертисс» не решилась сама создать истребитель с ламинарным крылом, а продала результаты своей работы компании «Норт Америкен», которая и построила первый в мире такой самолет – Р-51 «Мустанг».

Первый опытный истребитель Норт Америкен NA-73X еще без окраски – в том виде, в котором он совершил первый полет. Это был первый в мире боевой самолет, спроектированный из учета ламинарного обтекания поверхностей и, прежде всего, крыла
Первый опытный истребитель Норт Америкен NA-73X еще без окраски – в том виде, в котором он совершил первый полет. Это был первый в мире боевой самолет, спроектированный из учета ламинарного обтекания поверхностей и, прежде всего, крыла
Фото: blog.quartoknows.com

Причем в этом самолете были также предприняты меры к тому, чтобы уменьшить турбулизацию обтекания не только крыла, но также фюзеляжа и оперения, хотя, казалось бы, это не целесообразно, поскольку они находятся в зоне потока, изначально турбулизированного воздушным винтом.

 

И это дало свои результаты, но далеко не сразу. Ламинарная аэродинамика оказалась сложной штукой и потребовала пересмотреть не только форму, но и качество поверхности самолета – наличие щелей и их расположение, влияние отверстия, выступающих головок заклепок и даже шероховатости и волнистости обшивки, а также геометрической симметрии самолета. Более строги стали и требования к его центровке и эффективности управления – с точки зрения исключения опасности попадания в штопор и обеспечения выхода из него.

 

Первоначально ламинарные профили крыла предполагалось использовать именно для перехватчиков, поскольку считалось, что в ходе боя с тяжелыми самолетами противника от них требуется в первую очередь не маневренность, а скорость. Именно в таком ключе был задуман самолет Норт Америкен «Мустанг» Mk. I – он был сделан специально для ВВС Великобритании, которая нуждалась защите от налетов немецких бомбардировщиков.

 

Но даже для таких самолетов, режимы полетов которых были «уже», чем у фронтовых истребителей, практических рекомендаций о том, как же конкретно их делать, дать пока никто не мог. У нас вообще ламинарной аэродинамикой тогда занимались только планеристы, а в зарубежной литературе сведения были скудными и часто неправдивыми. Например, в некоторых считавшихся авторитетными изданиях указывалось, что ламинарную аэродинамику имеет серийный американский истребитель Кертисс Р-40.

Американский истребитель Кертисс Р-40. Очевидно именно под влиянием рекламной информации об его аэродинамике, многие советские авиаконструкторы ориентировались на него при создании собственных самолетов с «ламинарными» обводами
Американский истребитель Кертисс Р-40. Очевидно именно под влиянием рекламной информации об его аэродинамике, многие советские авиаконструкторы ориентировались на него при создании собственных самолетов с «ламинарными» обводами
Фото: www.flickr.com

 

Проект «А»

Самолет Кертисс Р-40 «Хоук» 81, широко рекламировавшийся американцами перед войной, оказал большое влияние на облик нового перехватчика, который Микоян и Гуревич начали проектировать под шифром «самолет А». Но их машина не была ни в коей мере его копией, она в некоторых своих главных особенностях получилась более передовой.

 

 «Самолет А» конечно же опирался и на опыт, полученный в ходе создания первых истребителей  ОКБ – И-200, МиГ-1 и МиГ-3, но строго говоря он не был их дальнейшей модификацией. В отличие от перехватчиков И-230 (МиГ-3У или «самолет Д») и И-231 («2Д»), он был принципиально новой машиной ничуть не в меньшей степени, чем двухмоторный ДИС или проекты штурмовиков ПБШ. К тому же надо помнить, что проектирование МиГ-3У начнется несколько позже – ориентировочно весной 1942 года.

 

Хотя кое-что общее у «самолета А» было и с МиГ-3У, который «в натуре» появится все же раньше.

 

В частности, основу силовой установки составил тот же, что и на И-200 мотор АМ-37 – о нем мы подробно говорили в первой части статьи, посвященной самолету И-230, который также проектировался под него. Однако на этом, да на некоторых узлах систем и приборах, которые нетрудно было унифицировать, преемственность и заканчивается.

 

На мотор был установлен новый выхлопной коллектор с индивидуальными «реактивными» патрубками, которые превращали тепловую и кинетическую энергию отработанных газов в хотя и небольшую, но все же не лишнюю дополнительную тягу. Вдоль линии патрубков был смонтирован обтекатель, который уменьшал их лобовое сопротивление и заодно обеспечивал эжекцию обтекающего их потока, что эту тягу увеличивало и улучшало аэродинамику фюзеляжа в целом.

 

Топливная система была полностью новой и состояла из шести баков – двух основных за кабиной и четырех малых в центроплане. Они изготавливались из прорезиненной ткани и вкладывались в алюминиевые «чашки», которые в свою очередь устанавливались в контейнеры из огнеупорной бакелитовой фанеры, покрытой с обеих сторон слоем полихлорвинила – трудногорючей термопластичной пластмассы, что вместе с традиционной уже защитой от вытекания топлива после прострела слоем протектора из губчатой резины повышало живучесть топливной системы. Все баки монтировались снизу через люки в нижних поверхностях фюзеляжа и центроплана.

 

Два главных бака располагались за центром масс самолета, и его центровка при их выработке постепенно сдвигалась вперед. В полете степень статической устойчивости увеличивалась, что по замыслу конструкторов должно было уменьшать опасность срыва в штопор. При этом постепенно ухудшалась и маневренность машины, но для перехватчика, имевшего дело в основном с тяжелыми высотными самолетами противника, она главным качеством не считалась.

 

Еще перед войной КБ-120 НКАП разрабатывало специальные воздушные винты для высотных истребителей с особой профилировкой лопастей. Такой винт предполагалось установить на самолет «А».

 

Как уже было сказано, крыло самолета было набрано ламинарными профилями. На виде в плане оно было похоже на крыло Р-40 – при сходном с «самолетом  А» относительном удлинении, равном 5,9 единицы, строго перпендикулярна размаху была линия не середин хорд, как на МиГ-3, а первых четвертей, как на Р-40 –  считалось, что так можно получить наибольшее аэродинамическое качество и лучшую эффективность управления по крену.

 

Для улучшения пилотажных качеств на большой высоте площадь крыла «самолета А» по отношению к МиГ-3 была увеличена. Но с точки зрения конструкции новое крыло осталось ближе к МиГ-3 и состояло из центроплана, плоскость хорд которого не имела «поперечного V», и стыкуемых к нему ухо-вильчатыми узлами двух отъемных частей (ОЧК), имевших угол поперечного V, равный 6°, тогда как консоли крыла американского истребителя соединялись по оси самолета фланцами и их угол поперечного V был постоянен по размаху.

 

Но самым важным отличием «микояновского» крыла была механизация. Оно имело щелевой закрылок, более эффективный в сравнении с простыми щитками МиГ-3 и Р-40, чем намеревались решить проблему базирования на маленьких аэродромах периферийной системы ПВО. С подобными закрылками фирма «Кертисс» экспериментировала до войны, а затем продала результаты своих работ компании «Норт Америкен» и они были использованы на самолете «Мустанг» с ламинарным крылом. Однако конструкция ЦАГИ отличалась от американской: у нас опускалась только нижняя панель залонжеронной части крыла и щель образовывалась между ней и верхней панелью, а у американцев поворачивалась вниз вся залонжеронная часть и щель выходила и на ее верхнюю поверхность.

 

Внешнюю часть передней кромки консолей крыла занимали автоматические выдвижные предкрылки, которые при увеличении угла атаки и падении скорости самолета стабилизировали обтекание несущей поверхности в зоне элеронов, где срыв потока наступает раньше всего и в наибольшей мере влияет на устойчивость и управляемость по крену. Такой предкрылок хорошо показал себя на МиГ-3 с его задней центровкой.

 

В корневой части передней кромки крыла были сделаны воздухозаборники приводного центробежного нагнетателя мотора (ПЦН).

 

Как и крыло, фюзеляж был спроектирован так, чтобы обеспечить его безотрывное обтекание, вернее, «затянуть» срыв потока как можно дальше назад. Для этого капоту мотора была придана максимально плавная форма. Из него убрали тоннели маслорадиаторов, отверстия вентиляции мотоотсека и даже выходы стволов вооружения – они тоже турбулизировали поток. Улучшили герметизацию панелей капота, чтобы исключить перетекание воздуха сквозь щели. 

 

Существенным недостатком МиГ-3 был плохой обзор вперед и вниз, особенно на посадке. И эту проблему не решала довольно просторная кабина с широким передним козырьком – все дело было в большом поперечном сечении мотора конструкции Микулина. Поскольку перехватчик ПВО должен был работать не только днем, но и ночью, конструкторы попытались улучшить обзор, одновременно уменьшив аэродинамическое сопротивление кабины. Она была сдвинута вперед (пилот оказался в центре масс, где было легче переносить знакопеременные перегрузки) и полностью переделана. Площадь остекления и лобовое сечение кабины были уменьшены, но благодаря тому, что летчик теперь сидел ближе к передней кромке крыла, обзор стал гораздо лучше. Теперь фонарь кабины напоминал использовавшийся на самолете ЛаГГ-3, но он стал герметичным.

 

Новая кабина переходила в длинный и узкий гаргрот, шедший до самого киля. За ее открывающейся частью были лишь два небольших окошка, которые служили скорее не для обзора назад (как и на ЛаГГ-3 он был плох), а для естественного освещения закабинного отсека при обслуживании радиооборудования, системы наддува и кондиционирования кабины, управления, пневматической, топливной системы и системы охлаждения мотора.

 

В отличие от серийного МиГ-3, гликолевый радиатор охлаждения блоков цилиндров мотора и радиатор маслосистемы были установлены в одном коротком тоннеле под кабиной. По сравнению с серийным, он была упрощен и теперь напоминал истребители Яковлева.

 

Конструкция и технология производства фюзеляжа остались подобны МиГ-3, но хвостовую часть удлинили, увеличив плечи оперения и его рулей. Вертикальное оперение изменилось мало, но горизонтальное было увеличено в размахе с 3,66 до 3,75 м, так как рост плеча не обеспечивал старому статический момент с учетом увеличения площади крыла.

 

Хотя максимальная эксплуатационная перегрузка при запасе прочности 1,5 была уменьшена с обычных 9 до 8 единиц, поскольку считалось, что перехватчику нужна не сколько маневренность, сколько скорость, скороподъемность и потолок, размеры самолета и его масса увеличились. Это потребовало переделки шасси. Основные стойки были сделаны по типу американского самолета Р-40 и убирались в крыло с поворотом назад вокруг осей их амортизаторов. При этом  большая часть щелей оказалась расположена «по потоку», что по замыслу конструкторов должно было снижать их аэродинамическое сопротивление. Но такая схема требовала дополнительного объема для размещения пары конических шестерен механизма уборки, и под передней кромкой крыла сделали обтекатели для них, как это было на истребителях фирмы «Кертисс». Хвостовая опора шасси осталась такой же, как и на МиГ-3, но ее колесо закрывалось щитками полностью, для чего пришлось увеличить ход цилиндра уборки-выпуска.

Так должен был выглядеть «самолет А» согласно первому варианту проекта.
Так должен был выглядеть «самолет А» согласно первому варианту проекта.
Этот рисунок, помещенный без указания авторства в книге Gunston W., Gordon Ye. MiG Aircraft since 1937. London, UK, Putnam Aeronautical Books, - 1998 на стр. 34, судя по стилю, был выполнен известным советским историком авиации Ивнамином Султановым
Рисунок: p-d-m.livejournal.com

Одной из главных претензий к МиГ-3 было слабое вооружение – одного пулемета БС-12,7 и двух ШКАС калибра 7,62 мм было недостаточно, чтобы сбить немецкого бомбардировщика или разведчика с первой атаки. Показатели «пятиточечного» МиГ-3 с двумя подкрыльевыми пулеметами БК-12,7 были лучше, но их дефицит помешал широкому внедрению такого вооружения и это самым отрицательным образом сказалось на эффективности применения МиГ-3 прежде всего в авиации ПВО.

 

Учтя горький опыт, конструкторы поставили сразу четыре пушки ШВАК калибра 20 мм – две синхронные в центроплане и две в консолях крыла вне диска винта. Секундный залп с учетом потерь на синхронизацию стрельбы превысил 4 кг/с, а суммарная дульная мощность достигла 1625 л.с. По отношению к стандартному МиГ-3 рост был в 4,6 и 3,8 раза соответственно, а к «пятиточечному» – в 1,6 и 1,3 раза. С таким вооружением вполне можно было надеяться «завалить» любого противника с короткой первой очереди, что было крайне важно для высотного перехватчика, который может и не иметь времени для повторной атаки. Прицел был тот же, что и на МиГ-3 – коллиматорный ПБП-1а. Бомбовое и ракетное вооружение не предусматривалось, как и бронирование.

 

И последнее – оборудование. Самолет оснащался приемо-передающей радиостанцией. Не совсем понятно, где предполагалось размещать ее антенну. Возможно, она должна была быть внутренней и проходить в закабинном гаргроте и в передней кромке киля. Такой вариант рассматривал для своих новых самолетов Н.Н. Поликарпов. С ним Микоян продолжал поддерживать тесные отношения, хотя некоторые современные историки пишут про якобы имевший место конфликт, вызванный историей образования ОКБ Микояна из части коллектива Поликарпова без его ведома и тем, что опять же без согласования Микояну решением НКАП был «отдан» поликарповский проект И-62, из которого и получился в конечном итоге МиГ-3.

Общий вид «самолета А» согласно первоначальному варианту проекта
Общий вид «самолета А» согласно первоначальному варианту проекта.
Этот рисунок, помещенный без указания авторства в книге Gunston W., Gordon Ye. MiG Aircraft since 1937. London, UK, Putnam Aeronautical Books, - 1998 на стр. 35
Рисунок: p-d-m.livejournal.com

Кроме радиосвязи «самолет А» имел радиополукомпас, который вместе с радиостанцией монтировался на мощной перегородке из огнеупорной бакелитовой фанеры за кабиной, защищавшей пилота от пожара баков и при капотировании. В левой консоли крыла была установлена посадочная фара.

 

Ведущим конструктором самолета скорее всего был Анатолий Григорьевич Брунов.

Анатолий Григорьевич Брунов (1905 – 1972 гг.). Предположительно именно он непосредственно возглавлял проектирование «самолета А»
Анатолий Григорьевич Брунов (1905 – 1972 гг.).
Предположительно именно он непосредственно возглавлял
проектирование «самолета А»
Фото: АНПК «МиГ»

В таком виде был составлен предэскизный (то есть без необходимой для производства подетальной проработки всей машины и ее натурного макета) проект «самолета А». Он был представлен А.И. Микояном в Наркомат авиапромышленности в декабре 1941 года и в те же дни поступил на рассмотрение в Главное управление опытного самолетостроения НКАП, которое в то время возглавлял Александр Сергеевич Яковлев.

 

 

Работа над ошибками

Обычно аппарату НКАП для ознакомления, утверждения и направления на согласование Заказчику предэскизного проекта и передачу материалов Заказчику требовалось 5-7 дней, а в ВВС его прорабатывали еще 7-10 дней. И с началом войны эти сроки если и изменились, то лишь в сторону сокращения. Однако последнюю подпись на ушедший по инстанциям в декабре 1941 года проект «самолета А» прошел их все только к концу первой декады марта следующего года. Откуда такой большой срок – три месяца?

 

Вряд ли дело было в недостаточном к нему внимания – командование ВВС выказывало заинтересованность в таком самолете, поскольку неоднократно получало уже «нагоняй» за то, что немецкие высотные разведчики беспрепятственно «гуляли» над страной. Нет оснований говорить и о том, что документы «тормозил», скажем, А.С. Яковлев, который задание на такой самолет имел и как руководитель ОКБ-115, так и зам наркома авиапромышленности, ответственный за опытное самолетостроение. На своем высотном перехватчике И-28 он как раз «поставил крест», а его преемника Як-7ПД еще пока даже не задумывал. И для него «самолет А» был прекрасной возможностью показать, что его Главк работает и в этом направлении тоже. Наконец, даже самые ярые недоброжелатели Александра Сергеевича Яковлева пишут, что по крайней мере в то время у него с Микояном были не просто хорошие, а дружеские отношения.

 

Дружеские, но не панибратские.

 

Очевидно, что причина задержки была прозаической – судя по тому, как проект изменился за эти недели, к нему были высказаны существенные замечания, и он нуждался в переделке. Так что к словам предыдущей главы «сделано», «установлено» и т.п. справедливости ради надо дописать «должно было быть», поскольку многое было сделано не так, как задумывалось вначале. И здесь дело не в отсутствии опыта у молодого ОКБ – многие его сотрудники успели набрать его у Поликарпова, а в сложности поставленной задачи и тех обстоятельств, в которых она решалась.

 

Сначала о первом.

 

Хотя ламинарное обтекание в СССР уже изучалось до войны, но делалось это любителями-планеристами, которые что называется «варились в собственном котле» и об их экспериментах почти не знали в конструкторских бюро НКАП. В 1941 году Центральному аэрогидродинамическому институту было поручено изучить это явление и разработать ламинарные профили для крыла и оперения, а также рекомендации по проектированию других агрегатов самолетов. Специалисты ЦАГИ И.В. Остославский, Г.П. Свищев и К.К. Федяев это сделали, но с оговоркой, что примененные ими стандартные методики экспериментов в аэродинамических трубах в данном случае могут давать существенную ошибку.

Выдающийся советский аэродинамик Иван Васильевич Остославский (27 февраля 1904 – 3 января 1972 гг.) – он получил степень доктора технических наук в 1942 г., когда он активно занимался в том числе и проблемами ламинарного обтекания самолетов. Портрет сделан в последние годы жизни ученого
Выдающийся советский аэродинамик Иван Васильевич Остославский (27 февраля 1904 – 3 января 1972 гг.) –
он получил степень доктора технических наук в 1942 г.,
когда он активно занимался в том числе и проблемами ламинарного
обтекания самолетов. Портрет сделан в последние годы жизни ученого
Фото: k106.mai.ru
Участник работ по изучению ламинарного обтекания  самолетов Георгий Петрович Свищев – в то время рядовой сотрудник ЦАГИ, а в будущем – начальник Института. Фото сделано в 70-е годы
Участник работ по изучению ламинарного обтекания
самолетов Георгий Петрович Свищев –
в то время рядовой сотрудник ЦАГИ,
а в будущем – начальник Института.
Фото сделано в 70-е годы
Фото: www.mapsssr.ru

Поэтому они настояли на строительстве специального экспериментального планера, который был назван ЛС – «ламинарный слой». Такой планер был построен в 1942 г., но в первом же полете талантливейший летчик-испытатель  В.Л. Расторгуев разбил его в аварии. И «симптом» был тревожным – на посадке, когда пилот перед касанием как обычно взял ручку на себя, наступил срыв потока и планер резко просел.

Экспериментальный планер с ламинарным обтеканием ЛС, построенный по проекту ЦАГИ в 1942 г.
Экспериментальный планер с ламинарным обтеканием ЛС, построенный по проекту ЦАГИ в 1942 г.
Рисунок: aviadejavu.ru

Возможно, если бы это случилось раньше, Микоян отказался бы от ламинарного крыла, как ранее он отклонил предложение Поликарпова поменять устаревший профиль крыла Сlark Y на многообещающий, но не проверенный NACA230 на И-200 – прототипе МиГ-3. Теперь же он новый профиль ЦАГИ оставил, но само крыло переделал. После близкого знакомства с самолетом Кертисс Р-40, который в конце 1941 года стал поступать в СССР по ленд-лизу, стало очевидно, что правда очень далека от того образа «идеального истребителя», что был создан американской прессой накануне войны. И Микоян тоже понял, что как основа для новой работы его собственный МиГ-3 куда лучше, потому что скорости Р-40 не превышают 550 км/ч, что было примерно на 100 км/ч меньше, чем у его собственного первого истребителя.

Общий вид серийного истребителя МиГ-3
Общий вид серийного истребителя МиГ-3
Рисунок: www.airwar.ru

Однако это не означало, что «самолет А» становился модификацией серийного МиГ-3 – он просто использовал некоторые его аэродинамические и конструктивные решения.

 

Еще одна причина задержки была связана с тем, что Главный конструктор завода №300 А. Микулин прекращал разработку высотного мотора АМ-37, но взамен предлагал еще более мощный АМ-39. Новый мотор был унифицирован по основным крупным агрегатам с запущенным в массовое производство для штурмовиков Ил-2 двигателем АМ-38. Но благодаря двухскоростному ПЦН и небольшому промежуточному воздухо-воздушному радиатору (ВВР), охлаждавшему сжатый в нем воздух перед подачей в карбюраторы мотора (а их на моторе было четыре штуки – по одному на три цилиндра), имел намного большую высотность. Наддув серийного АМ-38Ф обеспечивал 1-скоростной ПЦН с прямой подачей сжатого воздуха в карбюраторы.

 

Согласно первому проекту, АМ-39 должен был развивать на взлете мощность 1600 л.с., на первой границе высотности 1650 м – 1500 л.с., и на второй границе 6000 м – 1400, а с установкой дополнительно к ПЦН еще и турбокомпрессора ТК-М его высотные качества должны были еще более вырасти.

 

Для того, чтобы в разреженном воздухе на высотах свыше семи километров снять всю развиваемую мотором мощность, самолет получил новый воздушный винт АВ-5Л-126 диаметром 3,6 м – на 500…600 мм больше обычных «истребительных» винтов.

 

Новое двухлонжеронное крыло сохранило ламинарный профиль и удлинение первого варианта проекта, но площадь его была еще более увеличена, а форма стала ближе к крылу серийного МиГ-3 – линия нулевой стреловидности расположилась примерно на 1/3  хорд, а не на ¼ как это было в первом проекте. Размах предкрылков увеличили и теперь они занимали всю переднюю кромку отъемных частей крыла, «обслуживая» не только ту часть консолей, где находились элероны, но остальную их часть, где были внешние закрылки. Элероны разделили каждый на две секции, повысив надежность и живучесть управления по крену, а закрылки остались такими же, как в первом проекте.

 

Важнейшим решением был перенос всех радиаторов из «ванны» под фюзеляжем в переднюю кромку крыла. Для этого на ней пришлось сделать длинный ряд воздухозаборников. У борта фюзеляжа с каждой его стороны остались тоннели входа воздуха в ПЦН мотора, за ними дальше к законцовкам шли тоннели масляного радиатора и ВВР, а потом вход воздуха к радиаторам охлаждения блоков цилиндров мотора, разделенный на три секции. Все эти воздухозаборники занимали более 75% чистой передней кромки центроплана и примерно 20% полного размаха крыла. Выход охлаждающего воздуха из гликолевых и масляных радиаторов был организован через общие жалюзи, расположенные на верхней поверхности крыла в зоне 52…57% хорд и занимавшие примерно 15% полного его размаха. Они же регулировали ток воздуха и теплоотдачу радиаторов.

 

Все это на первый взгляд противоречило самой идее ламинарного крыла. Считалось, что любая щель и тем более отверстие значительных размеров на этих поверхностях нарушают ламинарное течение сначала пограничного слоя, а затем и всего обтекающего крыло потока. А как только это течение приобретает турбулентный характер, подъемная сила такого крыла уменьшается, а сопротивление растет. Насколько сильно и быстро – никто сказать не мог, поскольку математического аппарата для расчета такого обтекания для крыла конечного размаха еще не было, а поток в аэродинамической трубе сам носил турбулентный характер и продувки не давали точных результатов для ламинарных профилей. Это решение было чрезвычайно рискованным, но желание уменьшить мидель самолета, убрав из-под фюзеляжа громоздкую «ванну» с радиаторами было слишком велико.

 

  Система охлаждения мотора была сделана очень компактной за счет замены воды на ее смесь с гликолем, которая имела большие теплоемкость и теплопроводность. Эффективность охлаждения была повышена также за счет роста давления в системе, что позволило поднять точку кипения, к тому же такая смесь в пропорции 1:1 не замерзала даже при -40.

 

Все это позволило уменьшить радиаторы, тем не менее, они заняли весь внутренний объем носка центроплана как раз там, где на МиГ-3 были ниши основных опор шасси – в зоне 20…30% его хорд. Поворотные опоры по типу Р-40, которые были заложены в первый проект, и вовсе не компоновались – для них не было места.

 

В период начала серийного производства и освоения эксплуатации МиГ-3 конструкторы столкнулись с трудной проблемой обеспечения прочности дисков колес основных опор шасси, при том, что размеры колес МиГ-3 и так были самыми большими среди всех серийных истребителей.

 

Чтобы не увеличивать их дальше, конструкторы предложили оригинальную, не изученную пока в СССР рычажную схему основных опор. Такая опора состояла из главной стойки с ее амортизатором, которая крепится к I лонжерону центроплана, установленного на нижнем шарнире основной стойки рычага длиной 350 мм, выносного амортизатора, который крепится к рычагу и к среднему шарниру главной стойки, и приваренной к концу рычага полуоси, на которую ставилось колесо.

 

Это давало большой вынос колеса вперед относительно основной стойки позволяло разместить опору не перед первым лонжероном, как обычно, а за ним, отдав всю переднюю часть центроплана под радиаторы, обеспечив достаточный противокапотажный угол шасси. Но этим преимущества принятого решения не исчерпывались – такая компоновка давала рост энергоемкости амортизатора (вернее, двух амортизаторов) при одновременном уменьшении изгибных нагрузок на их штоки и особенно – вредных боковых нагрузок на их уплотнения, ведущих к их быстрому износу.

 

Когда самолет просто катился по аэродрому и наезжал на его незначительные неровности, работал только «мягкий» выносной амортизатор – он сжимался и возвращался в свое положение и при этом рычаг качался вокруг своего шарнира навески на основной опоре, а ее «жесткий» амортизатор не работал. Но в момент касания земли на посадке и он включался в работу, и тогда общий рабочий ход основной опоры шасси мог достигать очень большой величины – 513 мм, тогда как ход единого амортизатора основной стойки шасси самолета МиГ-3 был лишь 260 мм.

 

Из-за такого большого хода амортизаторов пришлось изменить систему закрытия ниш основных опор шасси, но кроме того, было сделано важное усовершенствование, которое и сейчас широко применяется в авиации – створки, которые прикрывали внутреннюю их часть, открывались только на момент уборки и выпуска «ног», а на стоянке, разбеге и пробеге были закрыты. Это улучшало взлетно-посадочные качества самолета и ограничивало попадание в ниши снега и грязи с поверхности аэродрома.

 

Поскольку площадь крыла была увеличена, для сохранения статического момента хвостового оперения и эффективности рулей пришлось нарастить размеры поверхностей оперения. Конструкция фюзеляжа при этом претерпела минимальные изменения, но Заказчик потребовал увеличить фонарь кабины и улучшить обзор назад.

 

И последним важным изменением проекта стал состав и размещение вооружения. Заказчик настоял на том, чтобы все огневые точки были сконцентрированы в носовой части самолета, что давало повышение кучности огня. Кроме того, одна крыльевая пушка ШВАК с креплением и боекомплектом из 150 снарядов весила около 80 кг, и два таких орудия в крыле давали момент инерции порядка 300 кгс*м. При выполнении пилотом эволюций это существенно повышало нагрузки на ручку управления самолетом в неудобном физиологически направлении (по крену) и ухудшало маневренность самолета.

 

Возможно, как и пишут многие историки авиации, такие как В. Шавров и Е. Гордон, в измененном проекте «самолета А» (но скорее даже в какой-то его промежуточной, не окончательной редакции) все четыре пушки были просто перенесены из крыла под капот мотора. Однако, по мнению автора, в окончательном варианте проекта основное вооружение составляли две пушки СП-20 (синхронный вариант ШВАК) с боезапасом по 150 снарядов и два крупнокалиберных пулемета БС-12,7 (по 200 патронов).

 

Попробую обосновать свое предположение. Длина пушки ШВАК в синхронном варианте существенно больше, чем в крыльевом (2072 мм против 1679). Насколько это большая штука, хорошо видно на фото раскапотированной носовой части самолета, размещенном в книге того же Е. Города, посвященной самолетам МиГ (Gunston W., Gordon Yе. MiG Aircraft since 1937. London, UK, Putnam Aeronautical Books, - 1998, страница 36) – торец казенной части боковых пушек находится примерно на уровне средней части козырька кабины, уходя за ее боковые панели. Благо ширина фюзеляжа, определяемая габаритом мотора АМ-39 (878 мм) это позволяла. Даже с учетом того, что обрезы стволов верхнего оружия были примерно на 250 мм ближе к носу, чем у бокового, то казенные части пушек СП-20 все равно «прорезали» бы приборную доску, которая была установлена перед козырьком кабины. Но на том же фото видно, что под них даже нет отверстий в верхней части противопожарной перегородки. На этом фото верхних пушек нет, так может они монтируются со смещением вперед и их стволы сильно «торчат» из желобов? Но в развале цилиндров мотора нет места для патронных ящиков. Мне не удалось найти документы, которые бы точно указали, какое же вооружение было на самолете согласно проекту, однако в подготовленном 19 апреля 1942 года Постановлении Государственного комитета обороны (ГКО) по вопросу утверждения плана опытного самолетостроения на 1942 г. есть строка: «Одноместный истребитель с мотором АМ-39 конструкции Микояна и Гуревича» и там значится именно такое смешанное пушечно-пулеметное вооружение, но в дополнение к нему еще и шесть реактивных орудий РО-82 (пусковых направляющих для снарядов РС-82) плюс до 200 кг бомб в перегрузку.

 

Оборудование не претерпело значительных изменений за исключением антенны радиостанции, которую пустили вне фюзеляжа от кабины и до верхушки киля.

 

Такой доработанный проект был повторно рассмотрен и утвержден безо всякой волокиты Яковлевым, а затем 10 марта 1942 года – и Заказчиком в лице начальника Научно-испытательного института Военно-воздушных сил Красной Армии (НИИ ВВС КА) генералом И.Ф. Петровым. А упомянутое выше Постановление ГКО определяло дату сдачи самолета на Государственные испытания не позднее 1 октября 1942 года. Оно же задавало и его основные летные данные – скорость на высоте 7600 м не ниже 680 км/ч, время набора высоты 5000 м не более 5 минут, практический потолок не ниже 11000 м и дальность на скорости 90% от максимальной не хуже 700 км с нормальным весом и 850 – с перегрузочным.

 

Хотя моторы АМ-39 высказали желание установить на свои самолеты также Поликарпов, Туполев, Ильюшин и Ермолаев, их специальные летные испытания должны были быть проведены именно на «самолете А» конструкции Микояна, а их стендовые испытания должны были начаться не позднее июля 1942 года.

 

На проектирование «самолета А» и на строительство двух его экземпляров в уточненном бюджете на 1942 год было выделено шесть миллионов рублей, а на создание мотора АМ-39 – четыре миллиона.

 

 

И это еще не все!

Первые детали на оба заказанных «самолета А» начали делать на опытном заводе ОКБ А.И. Микояна №155 в Москве весной 1942 года – предположительно, в апреле. При этом сборка экземпляра №02 («дублера») шла с некоторым запланированным отставанием, поскольку в его конструкцию предполагалось оперативно вносить изменения по результатам испытаний первого самолета.

 

Машине присвоили «опытное» обозначение И-220 по линии Наркомата авиапромышленности.

 

Облик нового МиГа в целом соответствовал проекту и работа шла быстро, однако когда сделали и взвесили фюзеляж, который был на 1,353 м длиннее, чем у серийного МиГ-3 за счет хвостовой части, оказалось, что проектировщики ошиблись с центровкой и она слишком «задняя». Эта проблема уже проявилась (хотя по другой причине – при переводе производства фюзеляжей самолетов Ил-2 и Ил-4 с металла на дерево) и ЦАГИ выдал общую рекомендацию в таких случаях просто повернуть отъемные части крыла назад. Для этого обычно переставляли под нужным углом (обычно 2…5°) первые нервюры отъемных частей крыла (ОЧК), или по-другому его консолей.

 

Так сделали и на И-220 – линия нулевой стреловидности ОЧК стала проходить не по половинам, а примерно по 2/3 хорд, и стреловидность их передней кромки стала примерно на 3° больше, чем у центроплана. Это было не очень хорошо, но «не смертельно».

 

Самолет И-220 №1 был сдан на заводские испытания без системы наддува гермокабины и с облегчённым вооружением – были установлены только две боковые пушки СП-20, верхние пулеметы БС, реактивные орудия и бомбодержатели не монтировались. Но не это мешало начать полеты. Хотя первый И-220 был закончен в конце августа 1942 года, но решения на его первый полет не поступило из-за того, что не выдержал стендовых испытаний двигатель.

 

Как минимум один мотор АМ-39 на первый И-220 был отгружен заводом №300 заводу №155 не позже 10 августа 1942 г., о чем свидетельствует справка начальника 8 ГУ НКАП Поликовского, направленная А.И. Шахурину от 14.08.42 г. Но в начале сентября 1942 г. на 25-часовых стендовых испытаниях ПЦН с переключениями скоростей на номинальных оборотах сломалась рессора его нагнетателя. Дальнейшие работы по этому варианту 2-скоростной передачи были прекращены, в производство пошла новая коробка скоростей нагнетателя с тормозной лентой, но ее надо было еще сделать и испытать. А на это надо было дополнительное время.

Главный конструктор КБ-300 НКАП, разработчик высотного мотора АМ-39 Александр Александрович Микулин (2 (14) февраля 1895 – 13 мая 1985 гг.)
Главный конструктор КБ-300 НКАП, разработчик высотного мотора АМ-39
Александр Александрович Микулин (2 (14) февраля 1895 – 13 мая 1985 гг.)
Фото:1.bp.blogspot.com

Из-за этого «самолет А» (И-220), проектирование которого было начато раньше, чем описанного в первой части нашей статьи «самолета Д» (И-230), появился на свет позже него, потому мы и ведем наш рассказ именно в таком порядке. К тому же напомним, что И-230 считался модификацией серийного МиГ-3 и именовался в системе ВВС МиГ-3У, а герой нынешнего повествования «самолет А» был принципиально новой машиной и получил самое «позднее» военное обозначение среди всех поршневых самолетов ОКБ-155 – МиГ-11. Но чтобы оно закрепилось за машиной официально, ей надо было успешно пройти сложный путь испытаний.

Общий вид «самолета А» – И-220 (МиГ-11) в том виде, в котором он был построен (для сравнения дана боковая проекция «самолета 5А» – И-225, о котором мы расскажем в завершающей части цикла)
Общий вид «самолета А» – И-220 (МиГ-11) в том виде, в котором он был построен (для сравнения дана боковая проекция «самолета 5А» – И-225, о котором мы расскажем в завершающей части цикла)
Рисунок: p-d-m.livejournal.com

 

Заводские испытания начались!

Самолет И-220 №01 был сдан на заводские испытания 26 октября 1942 года с мотором АМ-39 и воздушным винтом АВ-5Л-126, однако полетов с такой силовой установкой в то время видимо не проводилось. В конце года, не ощущая улучшения дел с АМ-39, Нарком авиапромышленности А.И. Шахурин распорядился временно для обеспечения начального этапа летных испытаний самолета установить на И-220 №01 только что запущенный в массовое производство для штурмовиков Ил-2 мотор АМ-38Ф. Он уже был в серии – к 31 декабря 1942 года серийный завод №24 успел их выпустить 377 штук, а с начала января 1943 года полностью сменил АМ-38 «без буквы» на его конвейере.

 

Первый полет самолета И-220 с мотором АМ-38Ф состоялся в начале января 1943 года с Центрального аэродрома им. Фрунзе на Ходынском поле в Москве, к которому примыкал завод №155. Об этом свидетельствует письмо по итогам этого этапа испытаний №347 от 13 мая 1943 года, которое направили А.И. Микоян и М.И. Гуревич на имя Наркома авиапромышленности Шахурина. В нем сообщается, что с невысотным мотором АМ-38Ф истребитель И-220 достиг лишь скорости 627 км/ч на высоте 2500 м вместо заданных 680 на семи тысячах, зато на высоте 900 м было получено 618 км/ч, что соответствует значению 605 км/ч у земли против заданной величины 535 км/ч. При этом у самолета была феноменальная скороподъемность – высоту 5000 м он набирал за 4,6 минуты.

 

К сожалению, не известно, кто поднимал И-220 в первый полет. Автор позволит себе высказать предположение, что это был летчик-испытатель ОКБ-155 Александр Иванович Жуков, но этому есть только косвенные подтверждения.

 

В этом документе уже говорится и о том, что вооружение самолета составляют четыре пушки ШВАК с уменьшенным до 100 снарядов на ствол боекомплектом. Но фактически были установлены только два боковых орудия с теми же что и в проекте ящиками на 150 патронов, так что не исключено, что это – лишь благое пожелание конструкторов, в будущем так и не реализованное. Об этом пишет и Ефим Гордон.

 

В конце весны 1943 года на завод №155 прибыл еще один мотор АМ-39 – летный. Его установили на самолет №01, и в таком виде его облетал летчик-испытатель ЛИИ НКАП А.П. Якимов 3 июня 1943 г. с аэродрома Института в поселке Стаханово (ныне – город Жуковский) под Москвой. Вскоре к полетам на доработанном И-220 подключились и другие пилоты – И.И. Шелест и П.А. Журавлев. Летал на И-220 №01 в это время и Жуков.

Летчик ЛИИ НКАП Алексей Петрович Якимов (24 января (6 февраля) 1914 – 10 марта 2006 гг.), который участвовал в испытаниях самолета И-220 №1 с июня 1942 г.
Летчик ЛИИ НКАП Алексей Петрович Якимов
(24 января (6 февраля) 1914 – 10 марта 2006 гг.),
который участвовал в испытаниях самолета И-220 №1
с июня 1942 г.
Фото: АНПК «МиГ»
Высотный перехватчик И-220 («самолет А») – экземпляр №1 с мотором АМ-39 с на испытаниях во второй половине 1943 г.
Высотный перехватчик И-220 («самолет А») – экземпляр №1 с мотором АМ-39 с на испытаниях во второй половине 1943 г.
По данным Е. Гордона верхние поверхности самолета были окрашены необычным для того времени трехцветным камуфляжем из пятен темно-зеленого, светло-зеленого и светло-коричневого цветов, однако уверенности в этом нет. Зато видно, что на нижних поверхностях крыла, покрашенных стандартным светло-голубым цветом, нанесены красные звезды старого типа – без окантовки
Фото: авиару.рф
Высотный перехватчик И-220 («самолет А») – экземпляр №1 с мотором АМ-39 с на испытаниях во второй половине 1943 г. – еще один кадр с той же серии контрольной съемки самолета. На этом снимке более четко видна окраска концов полированных лопастей винта красным
Высотный перехватчик И-220 («самолет А») – экземпляр №1 с мотором АМ-39 с на испытаниях во второй половине 1943 г. – еще один кадр с той же серии контрольной съемки самолета. На этом снимке более четко видна окраска концов полированных лопастей винта красным
Фото: АНПК «МиГ»
Высотный перехватчик И-220 («самолет А») – экземпляр №1 с мотором АМ-39.
Высотный перехватчик И-220 («самолет А») – экземпляр №1 с мотором АМ-39. Еще один кадр из той же серии и на нем четче виден камуфляж и опознавательные знаки. По-видимому, самолет все же был покрашен камуфляжем из двух серых тонов – такая окраска испытывалась с апреля 1943 г. и введена в качестве стандартной для самолетов истребительной авиации с сентября того же года. Красные звезды на фюзеляже и вертикальном оперении самолета имели бело-красную окантовку – также типовую для того времени
Фото: АНПК «МиГ»

Информация о постройке и испытаниях второго опытного образца «самолета А», или «дублера» крайне противоречива. По мнению автора, наиболее правдоподобной выглядит версия В.Б. Шаврова, который пишет в своем справочнике «История конструкций самолетов в СССР. 1938-1950 гг.», что первый полет на этом самолете выполнил летчик ЛИИ НКАП И.И. Шелест в июле 1943 г.

Высотный перехватчик И-220 («самолет А») – экземпляр №1 с мотором АМ-39.
Летчик ЛИИ НКАП Игорь Иванович Шелест (1914 – 1992 гг.),
который начинал заводские испытания самолета И-220 №01
Фото: www.testpilot.ru

«Дублер» был построен лишь с небольшими отличиями от И-220 №01, самым заметным из которых была новая антенна радиостанции РСИ-4 с мачтой – на первом самолете ее первый изолятор крепился тросом к кронштейну непосредственно на закабинном гаргроте. Поскольку к первому самолету были высказаны претензии в отношении дальности, на нем увеличили объем баков, насколько это было можно без переделки планера. Запас бензина вырос с 335 до 350 кг, а масла – с 45 до 50 кг.

 

Машина была сдана на испытания с облегченным вооружением из двух пушек СП-20 и со штатным мотором АМ-39.

 

Опоздание с поставкой летных экземпляров этого двигателя завод №300 компенсировал его более высокими данными. Двигатель развивал мощность 1800 л.с. на взлете и 1700 л.с. на боевом режиме на второй границе высотности 5200 м, а с полными техническими данными устанавливавшихся на И-220 моторов АМ-38Ф и АМ-39 можно ознакомится в таблице Моторы АМ-38Ф и АМ-39 ТТХ. Благодаря этому самолет И-220 №02 перекрыл все выдвинутые к нему требования по скорости и скороподъёмности, что было тогда нечастым случаем в то время.

«Дублер» И-220 АМ-39 («самолет А» №02) на испытаниях. Судя по снимку, самолет имел стандартные на то время опознавательные знаки в виде звезд с красно-белой окантовкой, но камуфляж верхних и боковых поверхностей видимо был уже не применявшегося в то время типа – из пятен черного и темно-зеленого цветов. Однако с большой долей вероятности можно сказать, что их тон отличался от применявшегося в 1941 и 1942 годах потому, что к тому времени уже не было производстве изначальных компонентов для таких красок и грунтов для них, а введенные в 1942 г. заменители были забракованы
«Дублер» И-220 АМ-39 («самолет А» №02) на испытаниях. Судя по снимку, самолет имел стандартные на то время опознавательные знаки в виде звезд с красно-белой окантовкой, но камуфляж верхних и боковых поверхностей видимо был уже не применявшегося в то время типа – из пятен черного и темно-зеленого цветов. Однако с большой долей вероятности можно сказать, что их тон отличался от применявшегося в 1941 и 1942 годах потому, что к тому времени уже не было производстве изначальных компонентов для таких красок и грунтов для них, а введенные в 1942 г. заменители были забракованы
Фото: АНПК «МиГ»

Со штатным двигателем АМ-39 «дублер» набирал высоту 5000 м за 4,5 минуты и развивал скорость у земли 571 км/ч, что было на 21 км/ч больше, чем по расчету и по заданию. На высоте 2700 м он показал скорость 622 км/ч.

 

На самолете И-220 №02 с мотором АМ-39 летчик-испытатель завода №155 А.И. Жуков 29 августа 1943 года достиг скорости 697 км/ч на высоте 7800 м, что было зафиксировано как всесоюзный рекорд. Скорость в этом полете была измерена по обычной испытательной методике и зафиксирована как максимальная боевая для самолета с облегченным вооружением из двух пушек СП-20. Потолок 11000 м также соответствовал требуемому, недостаточной была лишь дальность. На скорости, равной 90% от  максимальной, она была лишь 630 км (на 70 км меньше, чем по ТЗ), а на крейсерской скорости получили 660 км – на 190 км меньше требуемого.

Летчик-испытатель ОКБ-155 Александр Иванович Жуков (16 апреля 1895 – 16 марта 1980 гг.). Пилот первого советского поколения, летчик-инструктор, обучавший Громова и Чкалова, Жуков участвовал в испытаниях многих самолетов конструкции Поликарпова и Микояна, именно он достиг рекордной скорости 697 км/ч на перехватчике И-220
Летчик-испытатель ОКБ-155 Александр Иванович Жуков
(16 апреля 1895 – 16 марта 1980 гг.).
Пилот первого советского поколения, летчик-инструктор,
обучавший Громова и Чкалова, Жуков участвовал в испытаниях многих самолетов
конструкции Поликарпова и Микояна, именно он достиг рекордной скорости 697 км/ч
на перехватчике И-220
Фото: upload.wikimedia.org

 

Неожиданная задержка

Заводские испытания самолета были завершены в конце августа 1943 г. и самолеты стали готовить к передаче на Госиспытания в НИИ ВВС КА. Поскольку ресурс моторов АМ-39 на обоих И-220 был исчерпан, их следовало заменить, но завод №300 новых моторов этого типа не прислал, а взамен был получен серийный невысотный мотор АМ-38Ф выпуска завода №24, который и установили на первый самолет, но на это ушел почти месяц.

 

Между тем, перехватчик И-220 АМ-39 показал хорошие летные данные, и военные выражали в нем крайнюю заинтересованность, поскольку летом 1943 года действия немецкой разведывательной и бомбардировочной авиации в тыловых районах СССР резко активизировались. А 1 июля 1943 года, как мы писали в первой части статьи, над Москвой впервые появился немецкий высотный разведчик Ju 86R-1. Хотя в августе 1942 года план работ по «самолету А» был скорректирован и срок его передачей на Государственные испытания был сдвинут на два месяца «вправо», опоздание уже составляло 9 месяцев и надо было спешить.

 

Наркоматом авиапромышленности и командованием ВВС было решено провести первый этап Государственных испытаний самолета на первой машине, установив на ней имеющийся в наличии мотор АМ-38Ф.

 

Самолет перед сдачей военным следовало снова облетать с новым мотором, что было поручено опытнейшему заводскому пилоту А.И. Жукову. И здесь произошла неприятность.

 

Из письма №671 от 5 октября 1943 года, которое направил директор и Главный конструктор завода №155 А.И. Микояна Наркому авиапромышленности А.И. Шахурину:

«Довожу до Вашего сведения, что И-220 выпущенный во второй полет с АМ-38Ф перед сдачей на гос. испытания 2 октября 1943 потерпел аварию.

Авария произошла при посадке на поле в районе между Истрой и Солнечногорском у деревни Исаково. Летчик Жуков вылетел в 17:55 после 20 мин. полета прекратил выполнение задания и принял решение, не возвращаясь на аэродром, сесть на выбранную им площадку – сжатое поле. Свое решение летчик объясняет плохой видимостью. В течение приблизительно 10 мин. летчик выбирал место посадки и пытался выпустить невыходившую ногу шасси. Нога вышла перед самой посадкой.

При посадке самолет после пробега 250 м получил полный капот и найден лежащим на спине. Летчик не пострадал.

Самолет получил повреждения: сломана консоль крыла, вертикальное оперение, повреждена сверху деревянная часть фюзеляжа, разрушен фонарь.

Самолет после подъема будет отбуксирован на завод, где будет восстановлен в течение 10-15 дней.

Во время полета самолет и мотор по словам летчика работали нормально.

Объяснение причины вынужденной посадки плохой видимостью, данное летчиком, считаю непонятным, поскольку он утверждает, что не терял ориентировки и находился на расстоянии меньше 8 мин. полета от Центрального аэродрома».

 

Но решение пилота вполне можно объяснить хотя бы временем произошедшего – как раз на закате. И даже такой опытный пилот, как Жуков вполне мог опасаться разбиться при посадке через те же 8 минут на Центральном аэродроме, где в то время все еще действовали жесткие меры светомаскировки. А на самолете все еще не была установлена даже посадочная фара.

 

 

Государственные испытания – первый заход

Хотя повреждения были серьезные, завод №155 взятые сроки ремонта почти выдержал – самолет И-220 №01 был сдан на Государственные испытания в НИИ ВВС КА 23 октября 1943 года. На самолете остался мотор АМ-38Ф с воздушным винтом АВ-5Л-126, и только на этом этапе и появляются первые «следы» установки предусмотренного проектом вооружения – четырех синхронных пушек калибра 20 мм. Но что это было за вооружение?

 

Поскольку носовая часть И-220 не переделывалась, остается предположить, что над мотором поставили не пушки СП-20 (ШВАК в синхронном варианте с габаритной длиной 2074 мм), а какие-то другие орудия. Но какие?

 

В ходе войны в СССР в конструкторских бюро Наркомата вооружения началось проектирование легких малогабаритных авиапушек калибра 20 мм, которые должны были заменить устаревшее орудие ШВАК образца тридцатых годов.

 

Первым в декабре 1942 года новую пушку АПВ предложил С.В. Владимиров – в апреле 1943 года она получила новое обозначение В-20. К осени этого года готовый к установке на самолет синхронный вариант В-20С уже был, но при дине 2055 мм для установки над мотором на самолете И-220 не подходил, как и ШВАК.

 

Конструкторским бюро НКВ №15 под руководством Б.Г. Шпитального в середине сентября 1943 года была передана на испытания пушка Ш-20 с габаритной длиной 1612 мм для крыльевых, моторных и турельных установок – но о синхронном варианте тогда даже не говорилось.

 

Оставалось третье орудие из созданных в то время: опытная легкая пушка УБС-20 конструкции М.Е. Березина. В декабре 1943 года начались испытания пушки УБС-20 именно для синхронных установок. Забегая вперед скажем, что именно она пошла в серию, но также с «неудобной» длиной 2035 мм. Прямых сведений о длине опытной пушки УБС-20 мне найти не удалось, однако известно, что Березин брался спроектировать ее в габаритах и массе пулемета УБ-12,7 – то есть 1390 мм и 21,5 кг соответственно. Известно также, что длина ствола серийной пушки Б-20С была увеличена по сравнению с УБС-20 на 444 мм и стала равна 1588 мм. Следовательно, если предположить, что казенная часть сильно не менялась (а никаких указаний на это я не нашел), то длина пушки УБС-20 была порядка 1590 мм и только она могла поместиться над мотором в самолете И-220!

 

По общим величинам секундного залпа и дульной мощности это был не только самый мощный вариант вооружения из использовавшихся на самолете И-220 за весь период испытаний, но он превосходил тогда все наши и серийные, и опытные истребители – кроме тех, что были вооружены пушками калибра 37 мм.

 

Полные технические характеристики всех вариантов вооружения, устанавливавшихся на самолете И-220, а также его сравнение с другими опытными истребителями приведены в таблице СПВ И-220.

 

Крепление и подсоединение механизмов спуска и перезарядки на пушках УБС-20 и пулеметах БС-12,7 было одинаково и чтобы смонтировать их на места, предусмотренные на самолете И-220 под верхние пулеметы, надо было сделать только новые патронные ящики, рукава подачи лент, устройства для отвода гильз и звеньев ленты.

 

Орудия УБС-20 использовали те же снаряды 20Х99Р, что и пушки ШВАК. Хотя они по габаритам были не крупнее 12,7-мм боеприпасов пулеметов БС-12,7, боекомплект уменьшили на треть – до 100 штук на ствол.

 

Вот в таком виде самолет И-220 поступил на Государственные испытания в НИИ ВВС. Ведущим летчиком для их проведения был назначен полковник П.М. Стефановский, а техником самолета – лейтенант Безбатченко. Стефановский выполнил 31 полет и налетал в общем счете 11 час и 4 минуты. Облет самолета и отстрел вооружения выполнили также летчики-испытатели НИИ ВВС инженер-полковник Кочетков, подполковник Хомяков и капитан Кубышкин.

Летчик-испытатель НИИ ВВС Красной Армии полковник Петр Михайлович Стефановский (1903 – 1976 гг.), который в октябре 1943 – январе 1944 гг. вел Государственные испытания самолета И-220
Летчик-испытатель НИИ ВВС Красной Армии полковник Петр Михайлович Стефановский
(1903 – 1976 гг.), который в октябре 1943 – январе 1944 гг.
вел Государственные испытания самолета И-220
Фото: lib.rus.ec
Летчик-испытатель НИИ ВВС КА Андрей Григорьевич Кочетков (15 (2) мая 1908 года – 1 мая 1990 гг.), участник первых Государственных испытаний самолета И-220
Летчик-испытатель НИИ ВВС КА Андрей Григорьевич Кочетков (15 (2) мая 1908 года – 1 мая 1990 гг.), участник первых Государственных испытаний самолета И-220
Фото: waralbum.ru
Летчик-испытатель НИИ ВВС Алексей Георгиевич Кубышкин (23 (10) февраля 1908 – 13 декабря 1988 гг.), принимавший участие в первых Государственных испытаниях самолета И-220
Летчик-испытатель НИИ ВВС
Алексей Георгиевич Кубышкин
(23 (10) февраля 1908 – 13 декабря 1988 гг.),
принимавший участие в первых
Государственных испытаниях самолета И-220
Фото: testpilot.ru

К сожалению, пока автору не удалось отыскать сведения о конкретных летных данных, полученных на Государственных испытаниях перехватчика И-220 с мотором АМ-38Ф. Опубликованы лишь противоречивые значения максимальной скорости самолета – 622 км/ч по одним источникам и 652 по другим. Автор считает более правдоподобным первое значение, так как после пережитого восстановительного ремонта самолет вряд ли стал лучше и не мог выдать лучших показателей, чем в 1943 году с такой же силовой установкой.

 

Зато советский и российский историк авиации И.И. Родионов нашел в Российском государственном архиве экономики и опубликовал такую выдержку из Акта по результатам этих испытаний, датированную 1 марта 1944 года:

 

«Из акта государственных испытаний опытного,

самолета МИГ (И-200) конструкции Микояна и Гуревича, проводившихся в НИИ ВВС по 7.01.1944 года

[так значится в документе, фактически это был И-220 АМ-38Ф – авт.]

Отзывы и заключения летчиков-испытателей и техсостава.

 

Летчик-испытатель генерал-майор авиации Стефановский.

Самолет имеет хорошие взлетные качества и взлетает быстро и хорошо даже при наличии четырех пушек. Самолет на виражах прост и позволяет перетягивание ручки, не стремясь сорваться в штопор. Посадка проста и при посадке самолет ведет себя нормально.

Впервые наш отечественный одноместный истребитель обладает таким мощным вооружением, очень необходимым в данное время.

Летные данные этого самолета даже с мотором АМ-38Ф на высотах до 3500 м выше летных данных всех опытных самолетов, прошедших государственные испытания.

При замене мотора не реально имеющиеся моторы АМ-39, АМ-42 можно ожидать еще лучшие данные и, особенно, после установки мотора АМ-43.

Значит самолет имеет большую перспективу.

Простота управления, большая устойчивость самолета и малая посадочная скорость позволяют рассчитывать на легкое освоение его молодым летным составом.

 

Инженер-полковник Кочетков.

При выполнении виража самолет позволяет довольно грубое перетягивание ручки, не имея тенденции сваливаться в штопор, посадочные свойства самолета простые. Пробег устойчивый. Самолет И-220 удачно сочетает хорошую управляемость с хорошей устойчивостью, приятен и прост в пилотировании. При положительных результатах работы винтомоторной группы после установки мотора АМ-39 самолет может быть рекомендован в серийное производство.

 

Подполковник Хомяков.

В полете устойчив относительно всех трех осей. В управлении самолет легкий.

Вести прицельную стрельбу с пикирования из четырех пушек хорошо, самолет при стрельбе не раскачивается. Планирует самолет устойчиво. Посадка никакой сложности не представляет.

Самолет И-220 имеет мощное вооружение, хорошие летные качества и при устранении дефектов, замеченных при испытании, станет безусловно хорошим современным истребителем.

 

Капитан Кубышкин.

Вооружение самолета очень мощное и работает хорошо. Прицел установлен хорошо и ведение прицельной стрельбы удобно. Самолет имеет хорошие летные качества, мощное вооружение и прост в технике пилотирования. Данный самолет желательно иметь на вооружении ВВС.

 

Оценка эксплуатационных свойств

Ст. техник лейтенант Безбатченко.

Самолет И-220 в эксплуатации прост и легок для освоения техническим составом войсковых частей ВВС.

В целом эксплуатация самолета И-220 не сложнее эксплуатации самолетов истребителей, состоящих на вооружении ВВС».

 

Этот документ подтверждает, что на самолет И-220 проходил Государственные испытания с ноября 1943 и по начало января 1944 годов именно с мотором АМ-38Ф и с вооружением из четырех пушек, тогда как многие историки ранее утверждали, что машина на этом этапе имела двигатель АМ-39, а Е. Гордон (MiG Aircraft since 1937, стр. 35) еще и уточнял, что на И-220 ставились только две пушки, причем верхние. Как видим, все оказалось несколько не так.

 

Но вернемся к результатам испытаний. Несмотря на единогласно одобрительный тон отчета, самолет И-220 АМ-38Ф не рассматривался как законченное изделие. Как было сказано в документе, самолет имеет перспективу, но с соответствующим мотором. То есть Микоян должен был поставить предусмотренный проектом высотный мотор и предъявить машину на испытания повторно.

 

 

Жизнь продолжается, работа идет!

Согласно Е. Гордону в январе 1944 г. самолет И-220 №01 был возвращен на завод № 155, где а него был установлен мотор АМ-39, с которым самолет проходил дальнейшие испытания по заводской программе до августа 1944 г. Но хотя бы какие-то сведения о «дублере» отсутствуют до 14 июня 1944 года, когда появляются данные о возобновлении Государственных испытаний И-220 №02 с мотором АМ-39 и полным вооружением. Оно очевидно было таким же, как и на первой машине – две боковые пушки СП-20 и две верхние УБС-20.

 

Но уже 24 июня полеты были прерваны из-за выхода из строя мотора АМ-39 и больше не возобновлялись.

 

И этот этап «жизни» самолета И-220 также в разных источниках освещается по-разному. Я привел датировку по В.Б. Шаврову, которую считаю наиболее точной. Ефим Гордон ссылается на него в причинах остановки испытаний и дает те же числа проведения Госиспытаний И-220 №02, но месяц ­у него июль, что, очевидно, является просто опечаткой. Ж. Мармен пишет о сентябре 1944 года. Хотя французский историк писал свою книгу с опорой на данные Музея АНПК МиГ и при поддержке Генерального конструктора предприятия Р.А. Белякова (он в соавторах), это, наверное, наименее достоверный источник, поскольку книга «Самолеты МиГ. 1939 – 1995» в отношении И-220 крайне неконкретна и содержит явные неточности.

 

Но вернемся к судьбе нашего героя. Итак, испытания И-220 прекращены. Но все же, каковы результаты проделанной работы и что за выводы из этих результатов были сделаны?

 

Во-первых, было установлено, что скоростные данные самолета с мотором АМ-39 достаточны для перехвата любых целей. Применение ламинарного профиля крыла дало очевидные преимущества в скорости и не отразилось негативно на устойчивости и управляемости самолета. Перехватчик И-220 был первым советским самолетом с таким крылом, существенно опередив экспериментальный Як-7Л, который проходил испытания по специальной программе с 14 июля по 9 сентября 1944 года. Правда, на «Яке» профиль был уже улучшенный, типа ЦАГИ-145 так называемой «2-й серии».

 

Несмотря на опасения скептиков в отношении срывных свойств ламинарного крыла, самолет И-220 в пилотировании остался прост и доступен среднему летчику. Благодаря эффективной механизации крыла (щелевые закрылки плюс предкрылки на всем размахе ОЧК) и удачной компоновке шасси на посадке он оказался лучше многих серийных истребителей. Усилия на рычагах управления были велики, но не препятствовали точному управлению самолетом.

 

Высотность самолета соответствовала утвержденному Заказчиком техническому заданию (ТЗ, практический потолок 11000 м), но сами требования с появлением у противника самолета Ju 86P/R стали уже не достаточны – для надежного уничтожения такой цели необходимо было обеспечить практический потолок перехватчика не менее 145000 м.

 

Дальность полета самолета с мотором АМ-39 в 630 км на скорости 0,9 от максимальной и 660 км на крейсерской скорости не соответствует ТЗ (730 км/ч на скорости 0,9 от максимальной), но сами эти требования опять же не достаточны. С учетом плотности аэродромов в основных промышленных районах западной части страны необходима скоростная дальность не менее 1000 км.

 

Необходимо установить и довести до работоспособного состояния оборудование герметизации и наддува кабины пилота. Требуется также улучшить обзор назад, что может потребоваться для правильного построения маневра захода на повторную атаку высотной цели, в случае если после первой неудачной атаки она окажется сзади, что вполне вероятно.

 

Вооружение самолета очень мощное и достаточно для поражения любых целей. Бомбовое и ракетное вооружение, предусмотренное ТЗ и проектом, самолету-перехватчику в 1944 году больше не требуется, и решение Микояна его не устанавливать было правильным.

 

Поскольку немецкие высотные разведчики работали почти на 100% днем в ПМУ, вопрос об улучшении навигационного оборудования и установке оборудования для ночных полетов видимо не поднимался.

 

Было признано целесообразным продолжить работы по высотным перехватчикам широким фронтом, что было поручено ОКБ-21 А.С. Лавочкина, ОКБ-22 В.М. Мясищева, ОКБ-115 А.С. Яковлева и ОКБ-155 А.И. Микояна. Были намечены основные пути совершенствования высотных перехватчиков:

  • повышение высотности силовой установки за счет применения турбокомпрессоров;
  • создание новых четырехлопастных воздушных винтов с максимальным КПД на больших высотах и скоростях полета;
  • улучшение аэродинамики самолета на больших высотах за счет увеличения удлинения крыла и снижения удельной нагрузки на метр его площади;
  • переход на компоновку фюзеляжа с герметичной каплевидной кабиной с круговым обзором.

Хотя полеты немецкого высотного разведчика Юнкерс Ju 86R-1 над Москвой прекратились еще в июле 1943 года, поступавшие от нашей разведки и от Союзников сведения о разработке в Германии новых стратосферных самолетов разного назначения вновь заставили активизировать собственные работы над перехватчиками, способными с ними бороться. Контроль по данному вопросу в мае 1944 года был возложен на начальника 7-го главка НКАП Алексеева, который был обязан ежедневно(!) докладывать о состоянии дел Наркому авиапромышленности А.И. Шахурину. И хотя регулярность эта не всегда соблюдалась, а некоторые сводки подписаны были не им, а его замом Кузнецовым, но активная переписка по этому вопросу велась как минимум до середины октября 1944 года. Причем к ней подключился и 8-й (моторный) главк НКАП в лице его нового начальника Г.Д. Воликова. Но и тогда ничего еще не закончилось – решение о прекращении дальнейших работ по высотным перехватчикам МиГ с чисто поршневыми силовыми установками вышло только когда началось проектирование реактивного истребителя МиГ-15.

 

Так что самолетом И-220 «высотная эпопея» в ОКБ Микояна и Гуревича не закончилась, и о том, как шло развитие «самолета А» читайте в следующих частях нашей статьи.

 

Подробные тактико-технические данные самолетов И-220 смотрите в таблице И-220 ТТХ