Страница 2 из 18
Первый истребитель был высотным: максимальная скорость 650–675 км/ч, максимальный потолок 12 000 м, радиус действия без дополнительных баков 600 км, с подвесными баками 1000 км. Двигатель М-105ТК представлял собой двигатель М-105П, оснащенный наддувом. На каждом блоке цилиндров стоял наддув ТК-2. Самолет предполагалось вооружить парой синхронизированных пулеметов калибра 7,62 мм и двумя пулеметами БС калибра 12,7 мм.
Второй самолет с двигателем М-106 должен был стать основным фронтовым истребителем. При тех же радиусе действия и взлетно-посадочных характеристиках, самолет должен был развивать скорость 600–620 км/ч на высоте 6000–7000 м и иметь потолок 11 000 м. Двигатель М-106П разрабатывался с 1938 года и представлял собой усовершенствованный М-105. Благодаря нагнетателю двигатель развивал максимальную мощность 1350 л.с. В развал цилиндров двигателя ставилась пушка ШВАК калибра 20 мм.
Планировалось, что в феврале 1940 года оба прототипа начнут государственные испытания. Оба самолета планировали вооружить 20 или 23-мм пушкой, парой синхронизированных пулеметов ШКАС и неуправляемыми ракетными снарядами РС-82.
Завод № 301 очень быстро построил полноразмерный макет самолета «К». 18 сентября 1939 года с ним ознакомилась макетная комиссия. Накануне ОКБ-301 представило в НИИ ВВС эскизный проект самолета с двигателем М-105ТК. Самолет «К» предназначался для ведения активного воздушного боя, поэтому должен был сочетать в себе мощное вооружение и высокую скорость. По расчетам конструкторов при нормальной взлетной массе 2729 кг самолет мог развивать у земли скорость 464 км/ч, а на высоте 10 000 м — 646 км/ч. Практический потолок оценивался в 12 630 м, на нормальный радиус действия 612 км. Основное вооружение самолета — четыре пулемета: два БС (220–230 выстрелов на ствол) и два ШКАС (650–670 выстрелов на ствол). В перегрузку самолет мог брать реактивные снаряды РС-82 или пушку Волкова калибра 20 или 23 мм с боекомплектом 80 выстрелов. При наличии пушки сокращался боекомплект пулеметов БС. Предусматривалась возможность использования подвесных топливных баков и бомб на внешней подвеске.
Конструкторы самолета не проводили исследований в аэродинамической трубе, вместо этого использовали в расчетах мощность двигателя несколько меньшую, чем обещали моторостроители. В результате расчетная скорость оказалась ниже предъявляемых требований. В связи с этим НИИ ВВС возвратил проект на доработку. Второй вариант проекта оказался лучше и 19 января 1940 года был утвержден. Теперь при стартовой массе 2700 кг максимальная скорость самолета с двигателем М-105ТК должна была быть не меньше 648 км/ч на высоте 10 000 м, и не меньше 489 км/ч у земли. Практический потолок по расчетам достигал 12 350 м, радиус действия 500 км. Вооружение самолета состояло из пары крупнокалиберных 12,7-мм пулеметов БС и пары 7,62-мм пулеметов ШКАС. Построили макет самолета, а вскоре появилось решение правительства СССР о строительстве прототипа.
Прототип И-301
Первый прототип И-301 собрали весной 1940 года. К сожалению, проектный двигатель на самолет поставить не удалось. Ни одна из представленных модификаций мотора М-105 с нагнетателем не отличалась надежностью. Все турбонаддувы ТК-2, ТК-3 и ТК-Ф имели многочисленные конструктивные недостатки. В результате прототипы прошли только статические испытания.
Аналогичные проблемы преследовали и двигатель М-106 (М-106П). После запуска двигатель терял масло, наблюдалась детонация, на низких оборотах мотор дымил и вибрировал. Поэтому было решено поставить на самолет двигатель М-105П, который с конца 1939 года уже выпускался серийно.
Впрочем, М-105П тоже имел целый ряд недостатков, поэтому на вооружение был принят только 23 мая 1940 года. Но с двигателем М-105П достичь расчетных летных характеристик было невозможно, так как он уступал по мощности двигателям М-105ТК и М-106П по меньшей мере 200 л.с. Ожидалось, что в будущем форсированные моторы удастся довести до ума, поэтому установка на самолет М-105П рассматривалась как временная мера. На первый прототип поставили двигатель М-105П, предусмотрев возможность установки наддувов ТК-2, как только они появятся.
19 марта 1940 года летчик-испытатель завода № 39 В. А. Степанченок приступил к облету И-301. Как обычно, сначала прошла рулежка и подлеты. В ходе этих предварительных попыток обнаружился ряд недостатков, которые устранили за неделю. На воскресенье 25 марта 1940 года запланировали первый полет, который, впрочем, не состоялся из-за конфликта между летчиком-испытателем и наркомом авиационной промышленности СССР. Пилота В. А. Степанченка заменили другим летчиком — Н. К. Федоровым, который 25 марта совершил только ознакомительную рулежку и проверил работу винтомоторного агрегата. 9 апреля И-301 поднялся наконец в воздух. В кабине самолета сидел летчик-испытатель НИИ ВВС А. И. Никашин. В конце месяца стало ясно, что наддув в ближайшем будущем не появится, поэтому было решено закончить испытания самолета без турбонаддува, а затем передать машину в НИИ ВВС. Руководство завода № 301 рассчитывало, что турбонаддув удастся поставить на второй прототип.
Заводские испытания дали неплохой результат, но он все же находился далеко от требований техзадания. 17 мая Лавочкин, Горбунов, Гудков и директор завода № 301 Эскин направили на имя наркома авиапрома А. И. Шахурина рапорт, в котором сообщали, что на высоте 4000 м самолет развил скорость 580–585 км/ч, разбег при выпущенных закрылках 255–280 м, пробег (при посадочной скорости 120 км/ч) 200–220 м. В рапорте сообщалось, что самолет обладает хорошей устойчивостью в полете и прост в управлении. Посадку самолета может совершить пилот средней квалификации. В самолете установлена пушка МП-6 (Таубина-Бабурина) и два пулемета БС, а также восемь РС-82 и два пулемета ШКАС. Единственным заметным недостатком самолета была довольно ощутимая нагрузка на ручке управления. Но в целом самолет показал себя достойным образом. Заводские испытания прототипа И-301 завершились 12 апреля 1940 года, а 29 апреля указом наркома авиапрома СССР самолет был включен в группу опытных машин, которые планировалось показать во время первомайского парада. Рабочие завода № 301 прозвали самолет «рояль», так как самолет покрыли вишневым лаком и отполировали. Во время парада И-301 произвел большое впечатление, после чего его передали для дальнейших испытаний в НИИ ВВС.
Испытания в НИИ ВВС прошли не столь гладко, как заводские. Обнаружились сбои в работе 23-мм пушки МП-6, синхронизация пулеметов БС вообще не позволила провести пробные стрельбы в полете из этих пулеметов. Инженером, ведущим испытания в НИИ ВВС, назначили М. И. Таракановского, который участвовал и в заводских испытаниях, а летчиком-испытателем стал П. М. Стефановский. Кроме того, в полетах участвовал С. П. Супрун. Быстро обнаружилось множество проблем. Самолет не мог разогнаться до 585 км/ч. Причиной тому стал слишком маленький размер воздухозаборников. Заводская бригада сумела поставить новые воздухозаборники увеличенного сечения за одну ночь. После этой доработки самолет разогнался до 605 км/ч. Во время испытаний на самолете заменили подтекавший радиатор, перебрали карбюратор, заменили покрышки колес главного шасси. Все эти события никак не отразились на графике полетов. Самолет совершил 42 полета общей продолжительностью 16,5 ч. Это позволило определить основные летные характеристики самолета, но никто не мог предсказать, как самолет поведет себя в глубоком пике, при совершении фигур высшего пилотажа, в штопоре. Пробные стрельбы также не проводились. Государственные испытания заняли шесть суток и закончились 27 июня. Заключение по результатам испытаний гласило: