Авиация и время 2009 06 - страница 13

Одноступенчатые приводные центробежные нагнетатели имели простую конструкцию и хорошо работали до высот порядка 3-5 км, но с дальнейшим подъемом мощность мотора с таким наддувом быстро падала. Из-за этого потолок серийных Як-3 был ограничен отметкой 10500 м. Для достижения больших высот на заводе № 466 был разработан нагнетатель Э-100 с двумя центробежными ступенями, которые последовательно сжимали подаваемый в мотор воздух. Первая ступень приводилась во вращение тремя гидравлическими турбомуфтами и могла включаться и выключаться автоматически или вручную. Вращение от коленвала на вторую ступень передавала неотключаемая механическая передача. От взлета до первой расчетной высоты работала только вторая ступень нагнетателя на первой скорости привода в 9,72 раза большей частоты вращения вала мотора. Когда высота полета достигала 3400 м, включалась и первая ступень нагнетателя, а на высоте 6300 м переключались турбомуфты первой ступени, что замедляло падение мощности с дальнейшим подъемом самолета. Это была некая помесь системы наддува немецкого мотора DB 605ASCM и высотных модификаций английского Роллс-Ройс «Мерлин».

Мотор ВК-105ПД № 1012-43 с нагнетателем Э-100 и системой впрыска смеси спирта и воды поставили на Як-3ПД, и 23 февраля 1945 г. Анохин начал программу высотных полетов. Но двигатель вскоре вышел из строя, и его пришлось поменять. Потолок у этого «высотного» истребителя оказался ниже, чем у серийного Як-3 ВК-105ПФ2: самолет не мог нормально летать на высотах больше 9000 м, и 14 мая 1945 г. его испытания прекратили.

Двухступенчатые нагнетатели разных типов и другие экспериментальные устройства повышения высотности пытались ставить и на серийный мотор ВК-105ПФ взамен штатного ПЦН Такой гибрид получил обозначение ВК-105ПВ, экземпляр № 7327-43 с винтом ВИШ-105ТЛ-2 установили на самолет № 44-19 выпуска саратовского завода, который перед этим проходил контрольные испытания как эталон серийного Як-3 на 1945 г. Как и первая машина, самолет был обозначен Як-3ПД, хотя индекс модификации мотора был «ПВ» Все работы по силовой установке, переделке систем, замене штатного вооружения на одну пушку НС-23 и удлинению крыла как у первого Як-3ПД, заняли всего 8 дней. Первый этап заводских испытаний (до высот 6500 м) проводил с 29 сентября по 7 октября летчик В.Л Расторгуев, при этом выполнили ряд доработок, например, вместо опытного высотного винта установили серийный ВИШ-105СВ-01 Но сам мотор N9 7327-43 работал ненадежно, и его заменили новым с заводским номером № 1006-43, оснащенным нагнетателем Э-100.

К тому времени это устройство получило важное усовершенствование: система перепуска избыточного воздуха в атмосферу исключила помпаж нагнетателя до высот 13000 м. Систему охлаждения воды улучшили, установив сепаратор пара, уплотнили сдвижную часть фонаря и крепление приборной доски к бортам, снизив перетекания воздуха, хотя кабина оставалась негерметичной. Самолет зашпатлевали, перекрасили и в июне 1945 г вновь выставили на испытания, которые провел экипаж ЛИИ в составе летчика Шунейко, ведущих инженеров Шварцбурга и Евдокимова. От ОКБ-115 испытания сопровождал инженер К.Н. Мкртчан. С полным боекомплектом к пушке (60 снарядов калибром 23 мм) 26 июня 1945 г. Шунейко на высоте 11000 м разогнался до скорости 710 км/ч, 6 июля поднялся на высоту 13300 м. Мотор работал лучше, чем предыдущие, но отсутствие гермокабины делало такие полеты трудными даже для специально тренированного летчика. Хотя ВК-105ПВ вполне можно было довести и принять на вооружение, но как высотные перехватчики лучше смотрелись истребители Микояна, например И-225. Это понимал и сам Яковлев, считая, что дело Як-3 – завоевание господства в воздухе у земли и на средних высотах, а для решения этой задачи единственным вариантом силовой установки был «трудный» М-107.

Второй опытный Як-3 с двигателем ВК-107А. Весна 1944 г.

Опытный Як-3 с двигателем ВК-108

В январе 1943 г. завод № 26 сдал первые 10 серийных М-107А со взлетной мощностью 1650 л.с. и боевой 1550 л.с. на высоте 1200 м Им был назначен ресурс 50 часов, но ни один мотор этой партии не доработал свое: «сыпались» коренные подшипники коленвала, прорывались газы сквозь верхние уплотнения цилиндров. Из-за вибраций на экономическом режиме выше границы высотности при уборке и даче газа вода и масло в трубопроводах начинали пульсировать с такой силой, что трескались радиаторы Регулятор наддува работал нестабильно. Масло выбивалось через уплотнения редуктора и попадало на остекление кабины и в кожухи продувки выхлопных коллекторов, где могло загореться Хотя пока этот мотор, которому в 1944 г. присвоили обозначение ВК-107А, не устанавливался на серийных самолетах, его выпуск продолжался, шла и его доводка Наконец, начался серийный выпуск Як-9У с ВК-107А, и настал черед попробовать его и на Як-3, точнее – на Як-3П.