ИСТОРИЯ ЛА-5 или РАЗВИТИЕ И ДОВОДКА МОТОРА М-82 В ГОДЫ ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ

Продолжение. Начало в АиК №2,3/2005 г.

Облегченный Ла-5 №3921010 1 в НИИ ВВС, декабрь 1942 г.

Мотор М-82 имел значительные неиспользованные резервы для форсирования. В тематическом плане на 1942 год было предусмотрено создание форсированного мотора М-82Ф со сроком проведения 50-часовых станковых испытаний 1 декабря 1942 года. Но жизнь потребовала ускорения этой работы, и уже 15 июня первый образец М-82Ф был поставлен на 50-часовое испытание на станке. В мотор были внесены следующие изменения:

1. Улучшено охлаждение головок цилиндров за счет увеличения высоты ребер (площадь ребер 15000 см2 Вместо 12000 см2 ).

2. Диаметр всасывающих труб увеличен с 65 до 70 мм.

3. Изменено газораспределение.

Первая попытка оказалась неудачной из-за поломки выхлопного клапана. 28 июля была предпринята следующая, и на этот раз удалось снять высотную характеристику. На взлетном режиме при п=2500 об/мин (вместо 2400) и Рк=1200 мм (вместо 950 мм) мотор показал мощность 1855 л.с., но при постановке его на длительное испытание прогорел поршень цилиндра №12. Еще через месяц – 28 августа началось 50-часовое испытание следующего М-82Ф с усиленными выхлопными клапанами, на этот раз мотор нормально наработал 43 ч 30 мин, после чего вышли из строя детали нагнетателя.

1 сентября 1942 года вышел совместный приказ НКАП и ВВС КА о назначении комиссии для проведения официальных 100-часовых испытаний мотора М-82Ф, однако в ход событий вмешалось еще одно обстоятельство.

Параллельно в КБ Швецова велась другая работа – установка на мотор М-82 агрегата непосредственного впрыска (НВ). Эта работа также была запланирована на 1942 год из-за выявившейся неудовлетворительной работы карбюратора АК-82БП.

Вообще, вопросом непосредственного впрыска легкого топлива на авиационных двигателях начали заниматься в ЦИАМе еще с 1935 года. В 1938 году были проведены госиспытания насоса отечественного производства на моторе АМ-34, но по причине снятия последнего с производства, работа дальше не пошла.

В 1938 и 1939 годах в ЦИАМе были изготовлены опытные образцы насосов для моторов М-103, М-120 и М-88, которые проходили испытания как на стендах, так и в полете, но интерес к новому виду питания со стороны конструкторов-мотористов не был проявлен, и работы носили опытный характер.

Лишь с 1940 года, когда в СССР поступили надежно работающие агрегаты непосредственного впрыска, установленные на немецких моторах, НКАП стал форсировать эту работу. При заводе №33 было организовано КБ под руководством С.А. Косберга, которое выпустило три типа агрегатов НВ для моторов М-89, М-120 и АМ-35А по образцу закупленных в Германии насосов фирм «Бош» и «Деккель».

Постановлением ЦК ВКП(б) от 15 января 1941 года и последующим приказом НКАП было предусмотрено развитие серийного производства агрегатов НВ, которые к тому времени широко эксплуатировались на немецких боевых самолетах.

Завод №296 (более известный как ФЭД), переданный из системы НКВД в НКАП, которому была поручена эта задача, в июле месяце 1941 года выпустил первые образцы насосов НБ-3 по типу насоса фирмы «Деккель» по чертежам КБ завода №33.

Один из насосов прошел удовлетворительно заводские испытания на моторе М-89 завода №29 в июле 1941 года, но ввиду снятия этого мотора с производства, а также эвакуации завода №296 из Харькова, производство насосов приостановилось.

Приказом НКАП от 13 октября 1941 года при заводе №296 было организовано ОКБ (главный конструктор С.А. Косберг), куда были переведены работники КБ завода №33, занимавшиеся НВ.

В январе 1942 года агрегат НБ-ЗУ был переконструирован, переделан и приспособлен к мотору М-82, на котором велись испытания и доводка аппаратуры с декабря 1941 года.

В силу загрузки завода №296 оптическими изделиями, отсутствия квалифицированных кадров и нужного типажа оборудования, а также отсутствия опытной базы у ОКБ, лишь к маю месяцу были собраны и отрегулировоны 5 насосов для проведения испытаний на моторе М-82.

Двигатель М-82ФН, 1943 г.

Первые 50-часовые испытания М-82 с НВ прошли на заводе No 19 в апреле 1942 года. Был получен прирост мощности около 50 л.с., но обнаружились и дефекты: течь бензина из соединений труб высокого давления, плохой распыл топлива отдельными форсунками, разрегулировка автомата и другие.

После устранения дефектов 6 июня М-82 с НВ снова был поставлен на 100- часовое испытание, закончившееся 27 числа. Мотор за время испытаний наработал 137 ч 50 мин, из них 110 ч 06 мин режимных. Насос НБ- ЗУ показал удовлетворительную работу и не имел дефектов. Автомат РС-2 в процессе испытаний три раза подрегулировывался и потребовал замены материала крышки, выгибавшейся под действием нагрева. Форсунки ФБ-10 работали хорошо.

Установка НВ на М-82 дала прирост мощности 45 л.с. (2,7%) на взлетном режиме, 55 л.с. (4%) на номинале 1-й скорости и 75 л.с. (6,8%) на номинале 2-й скорости. Увеличение эффективной мощности мотора с НВ объяснялось тремя факторами:

1. Уменьшением затраты мощности на нагнетатель (сжатие одного воздуха меньшей плотности, а не паров топлива);

2. Понижением температуры смеси в конце наполнения (т.е. увеличением расхода воздуха) в результате уменьшения работы, сообщаемой от колеса нагнетателя;

3. Уменьшением гидравлических потерь во всасывающих трубопроводах и клапане всасывания вследствие отсутствия топлива (подача одного воздуха).

Преимуществом НВ являлась также меньшая неравномерность состава смеси по цилиндрам мотора, особенно при низких температурах, когда испаряемость топлива резко понижалась.

Однако взлетное давление наддува у мотора с НВ было ниже, чем у мотора с карбюратором, так как нагнетатель сжимал один воздух, а также отсутствовал охлаждающий эффект испаряющегося топлива в смеси. А это в свою очередь понижало высотность мотора с НВ на 1-й скорости на 130 м, на 2-й скорости – но 300- 320 м.

Помня о проблемах, возникших при летной отработке самолетов с М-82 в 1941 году, завод №19 в августе 1942 года провел первый этап летных испытаний мотора М-82НВ на самолете Су-2, также показавший хорошие результаты.

Таким образом, к началу сентября 1942 года на заводе №19 был налицо прогресс сразу по двум направлениям совершенствования мотора М-82: форсированному М-82Ф и мотору с агрегатом непосредственного впрыска М-82НВ. Естественно, возникла мысль объединить эти два важных достижения в одном моторе.

12 сентября 1942 года вышел приказ НКАП, отмечавший полученные положительные результаты, и обязывавший завод №19 выпустить к 1 ноября 50 шт. моторов М-82НВ, а к 1 декабря провести стендовые и летные испытания мотора М-82Ф с насосом НВ.

Завод №19 приложил все силы к выполнению этого приказа, и в середине октября мотор М-82Ф, но теперь оснащенный вместо карбюратора насосом непосредственного впрыска, был поставлен на 100-часовое стендовое испытание. Результаты были доложены краткой телефонограммой:

«Наркому Шахурину, Главному инженеру ВВС КА Репину 3. 11.42 г.

В соответствии с Вашими указаниями завод №19 29 октября закончил удовлетворительно официальное 100-часовое испытание мотора М-82Ф с непосредственным впрыском. Данные: взлетная мощность

– 1850 л.с. при 2500 об/мин пика 1-й скорости 1550 мт

– 1670 л.с. при 2400 об/мин пика 2-й скорости 4500 мт

– 1480 л.с. при 2400 об/мин. Мотор М-82Ф может заводом

No 19 выпускаться как с НВ, так и с карбюратором, ибо одно 100-часовое испытание было проведено с карбюратором, второе – с НВ.

Просим разрешить выезд в Москву для личного доклада Вам и Правительству по моторам М-71 и М-82. Ждем Ваших указаний. Директор завода – Солдатов,

Главный конструктор – Швецов,

Председатель Гос. Комиссии – Сеничкин, Ст. военпред – Сабуров»

Успехи А.Д. Швецова по созданию новых мощных моторов были налицо. Они получили высокую оценку правительства: в 1942 году ему было присвоено звание Героя Социалистического труда.

Несомненно, для наркома А.И. Шахурина результаты работы пермских моторостроителей были весьма важны. Ведь перед ним стояла непростая задачо – как можно скорее, не позднее лета 1943 года, дать ВВС модернизированный истребитель с летными данными, не уступающими немецкому Bf-109G-2, и при этом не только не сокращая, а наоборот, увеличивая количественный выпуск самолетов. Дело осложнялось тем, что жидкостный мотор М-105ПФ, стоящий на истребителях Як всех модификаций, почти исчерпал резервы форсирования.

Между тем в августе 1942 года окончательно рухнула надежда на окончание доводки более мощного мотора той же серии М-107. Конструктору В.Я. Климову не поздоровилось бы, но спасло его то, что он пообещал Сталину быстро создать новый, еще более мощный мотор, получивший обозначение М-107А. Теперь надежды на повышение летных данных самых многочисленных в ВВС КА истребителей Як всецело зависели от успеха создания этого мотора. Но после неудачи с М-107 у руководства НКАП и ВВС на этот счет имелись очевидные опасения.

Поэтому именно от результатов работы пермских моторостроителей во многом зависел скорейший выход новых модернизированных истребителей. Но и здесь неожиданно возникла дилемма.

Дело в том, что Н.Н. Поликарпов продолжал работу по доводке своего истребителя И-185, теперь уже только с мотором М-71. В 1942 году заводом №51 был построен «образцовый» И-185-М-71 с улучшенной внешней и внутренней аэродинамикой капота мотора, с установкой 3-пушечного вооружения и устранением ранее обнаруженных недостатков. Заводские испытания этого самолета продолжались всё лето и закончились 12 октября 1942 года. Столь длительный срок был вызван потребовавшимися доработками ВМГ из-за высокого температурного режима мотора.

Как оказалось, усилия были потрачены не зря. Были получены высокие летные данные: максимальная скорость у земли на номинале – 537 км/ч, на форсаже (Н=90 м) – 577 км/ч, на 2-й границе высотности 6100 м – 667 км/ч, время набора 5000 м – 4,7 мин. Такими показателями в это время не обладал ни один из отечественных и известных иностранных истребителей (Bf 109G-2 в НИИ ВВС испытывался позже).

Дело с доводкой мотора М-71 также продвинулось вперед. С начала 1942 года моторы М-71 почти ежемесячно ставились на 100-часовые стендовые госиспытания, но долгое время их не могли закончить из-за поломок коленвала, клапанов, трещин гильз цилиндров и т.д. Карбюраторы АК-71БГ1 также работали неудовлетворительно. Но все же 31 августа 1942 года одному из моторов М-71 удалось закончить 100-часовое испытание, правда, с заменой клапана всасывания 13-го цилиндра и ручной регулировкой высотного корректора в процессе испытаний. КБ Швецова приступило к работам по форсированию М-71 до взлетной мощности 2200 л.с. и по установке на него насоса непосредственного впрыска.

Казалось, что все эти данные получены как раз вовремя: запускай «образцовый» И-185 с М-71 в серию, и к весне 1943 года можно будет иметь в строю достойной ответ на последнее творение Вилли Мессершмитта. Сторонников такой точки зрения оказалось немало, и в наркомат авиапромышленности опять с разных сторон пошли соответствующие предложения и требования.

Однако имелось и одно «но», и весьма существенное. Помимо улучшения летных данных, августовскими и последующими постановлениями ГКО авиапром обязывался существенно увеличить количественный выпуск истребителей, даже в ущерб другим типам самолетов. Свободных же мощностей давно уже не было. Поэтому организовать серийный выпуск нового истребителя и нового мотора можно было, только сняв с производства какие-то другие самолеты и моторы, притом с неизбежным провалом общей сдачи. Понятно, что выпускать мотор М-71 мог только завод No 19, значит, нужно снимать с производства недавно освоенный и еще далеко не исчерпавший всех резервов М-82, а следовательно и истребитель Ла-5. И это в ситуации, когда в модернизации больше нуждались истребители Як и жидкостные моторы.

Решая этот непростой вопрос, руководство НКАП опять предпочло иметь «синицу в руке, а не журавля в небе». На помощь С.А. Лавочкину в улучшении летных данных серийного Ла-5 были привлечены как отраслевые институты – ЦАГИ, ЛИИ, ЦИАМ, так и завод №19.

Уже 21 ноября в НИИ ВВС был предъявлен облегченный Ла-5 №39210101с полетным весом 3200 кг, что на 160 кг было меньше серийного. На самолете были произведены значительные переделки: поставлен новый фонарь с бронестеклами и с задним обзором, введена трехбачная бензосистема вместо пятибачной, одна пушка ШВАК заменена пулеметом УБС (в серии такой вариант вооружения не использовался), улучшена герметизация капота, облегчено управление и т.д. «Детские болезни», присущие самолетам первых серий, в значительной степени были преодолены.

Мотор М-82, установленный на самолете, допускал работу на форсаже не только на 1-й (наддув 1140 мм рт.ст.), но и на 2-й скорости нагнетателя (1050 мм).

Летные данные самолета улучшились по сравнению с серийными машинами, но в цифрах почти соответствовали опытному ЛаГГ-5: максимальная скорость у земли на номинале – 518 км/ч, на форсаже – 556 км/ч, на 2-й границе высотности – 600 и 612 км/ч соответственно, время набора 5000 м – 6,1 мин на номинале и 5,5 мин на форсаже. Карбюратор АК- 82БП на 2-й скорости нагнетателя работал по-прежнему неудовлетворительно, а свечи не выдерживали длительной работы на форсаже.

В это же время в НИИ ВВС поступил и трофейный 5-точечный Bf 109G-2, с которым облегченный Ла-5 провел учебные воздушные бои. Было признано, что при грамотной эксплуатации матчасти и хорошем знании слабых мест противника опытный летчик на новом Ла-5 мог вполне успешно вести воздушный бой с Bf 109G-2 на малых и средних высотах как на горизонтали, так и на вертикали. Конечно, в строевых частях ВВС КА таких пилотов было тогда немного. Значительное преимущество Bf 109G-2 имел только на больших высотах.

Постановлением ГКО от 9 декабря 1942 года завод №21 обязывался выпускать самолеты Ла-5 с применением на моторе М-82 наддува на 1-й скорости нагнетателя 1140 мм. Наддув 1050 мм на 2-й скорости нагнетателя решили не использовать, поскольку увеличение скорости с ним было невелико, а эксплуатация ВМГ в полете сильно усложнялась. Поэтому в целях облегчения управления мотором на Ла-5 установили механизм блокировки регулятора наддува с механизмом переключения скоростей, устраняющий возможность включения форсажа (и перегрузки мотора) на режимах 2-й скорости нагнетателя. Впоследствии такая блокировка использовалась на всех модификациях самолета Ла-5 и на Ла-7.

В это же время ЛИИ провел летные испытания еще одного облегченного Ла-5 №39210102, на котором был установлен мотор М-82НВ №6502975. Его мощность на взлетном режиме (наддув 1113 мм) у земли составляла 1735 л.с. вместо 1700 л.с. у серийного мотора. Повышенный наддув также можно было поддерживать не только на 1-й, но и на 2-й скорости нагнетателя. Благодаря хорошей и устойчивой работе агрегата НВ на всех режимах и высотах, были получены максимальные скорости более высокие, чем во всех предшествующих испытаниях Ла-5 с карбюраторными М-82: у земли на номинале – 532, на форсаже – 563 км/ч, на 2-й границе высотности на номинале – 610 и на форсаже – 618 км/ч. Высоту 5000 м самолет набирал с форсажем за 5,2 мин.

Это было неплохо, но все же слишком мало, чтобы обезопасить себя от конкурента – И-185. Ведь в это же самое время – с 20 ноября 1942 по 27 января 1943 года – «образцовый» И-185 с М-71 прошел в НИИ ВВС госиспытания. Именно здесь на нем были получены те известные скорости, которые фигурировали затем во всех публикациях, посвященных этому самолету: максимальная скорость у земли на номинале – 560, на форсаже – 600 км/ч, на 2-й границе высотности 6100 м – 680 км/ч.

Испытания остались незавершенными из-за аварии, происшедшей 27 января по причине разрушения в воздухе только что установленного нового мотора, но и этих цифр было достаточно, чтобы вновь ставить вопрос о запуске И-185 в серийное производство. Игнорировать эти результаты дальше было невозможно, и в НКАПе начались разговоры о запуске И-185 в «малую серию» на восстановленном московском заводе №81. Очевидно Шахурин решил «не дразнить гусей» и в принципе выразил согласие на выпуск моторов М-71 малой серией (порядка 30 шт. в месяц) в опытном цехе завода №19, сохраняя на потоке выпуск М-82. Завод №81 был маломощным и все равно не смог бы поддерживать более высокий темп выпуска самолетов. К тому же И-185 имел цельнометаллическую конструкцию крыла, а алюминий в то время был в большом дефиците, что также не позволяло рассчитывать на большую серию.

Конечно, теперь уже ясно, что это была своего рода «кость», брошенная сторонникам И-185, а также попытка обезопасить себя от возможных будущих упреков в бездействии. Шахурин по-прежнему рассчитывал на работу ОКБ Лавочкина, которое в это время устанавливало на следующий опытный экземпляр Ла-5 теперь уже мотор М-82ФНВ – так он тогда назывался. И ждал не только потому, что не любил Н.Н. Поликарпова, а потому, что к этому времени по опыту 1942 года и ему, и командующему ВВС А.А. Новикову уже было ясно, что малые серии сколь угодно выдающихся образцов вооружения в условиях тотальной войны ничего изменить не смогут. В моменты решающих сражений ежедневные потери самолетов любых типов были столь велики (до сотни и более самолетов всех типов), что полки теряли матчасть буквально за одну- две недели. При темпе выпуска 1-2 самолета в день поддерживать боевой состав даже единичных полков было бы просто невозможно. Победа же доставалась тому, кто дольше поддерживал боеспособность своих частей вводом свежей, пусть и менее совершенной техники. Темп подачи на фронт пополнений решал всё.

Опытный Ла-5 «Дублер» с М-82ФНВ

Впоследствии эту истину смогли на деле «подтвердить» и немцы, в конце войны освоившие малосерийный выпуск намного более скоростных и перспективных реактивных самолетов, которые, однако, ничего не смогли противопоставить армадам обычных поршневых противников.

Облегченный Ла-5 оснастили мотором М-82ФНВ к 1 января 1943 года, но из-за нарушения технологии расконсервации мотора при первом запуске случился гидроудар. Новый мотор поступил только 31 января. В первой декаде февраля начались было летные испытания, но дело не заладилось: то плохо работал НБ-ЗУ, то – зажигание. А в конце месяца снова произошел гидроудар.

Одновременно строился и второй Ла-5 с М-82ФНВ – «Дублер». Конструктивно он отличался от первого: на нем стояли металлические лонжероны крыла вместо деревянных, что облегчило машину, новый улучшенный по рекомендации ЦАГИ всасывающий патрубок, а вместо серийного выхлопного коллектора – сдвоенные и строенные индивидуальные выхлопные патрубки, которые снизили потери скоростного напора на всасывании и противодавление на выхлопе. Последнее мероприятие было откликом на исследования падения мощности ВМГ, проведенные заводом No 19 в октяб- ре-декабре 1942 года. В них было констатировано, что серийный выхлопной коллектор Ла-5 «съедает» 1,5- 3%, а на режиме взлета – до 5% мощности.

«Дублер» быстро догнал по готовности 1-й экземпляр, а потом и обогнал его. 22-24 марта 1943 года летчик-испытатель майор Г.А. Мищенко провел краткие заводские испытания «Дублера». Результат был тот, которого все ждали: максимальная скорость у земли на номинале – 563, на форсаже – 598 км/ч, на 2-й границе высотности 6000 м – 650 км/ч. Срочно в Горький был командирован от НИИ ВВС летчик-испытатель-инженер А.И. Никашин, который с 3 по 20 апреля провел контрольные испытания и подтвердил полученные ранее цифры: максимальная скорость у земли на номинале – 562 и на форсаже – 595 км/ч, на 2-й границе высотности 6300 м – 648 км/ч, время набора 5000 м – 4,7 мин.

Эти данные позволили А.И. Шахурину отказаться и от производства И-185, и от производства М-71, тем более что 5 апреля 1943 года другой опытный И-185 с М-71 потерпел катастрофу из-за отказа мотора при посадке – засорился жиклер карбюратора (погиб летчик-испытатель В.А. Степанченок). И хотя в 1943 году теперь уже ОКБ Лавочкина построило модификацию Ла-5 с форсированным М-71Ф, работы по этой машине проходили неспешно и в 1944 году прекратились вовсе.

Завод №21 уже с начала 1943 года готовился перейти на выпуск модернизированного Ла-5 с М-82ФНВ. Постановление ГКО №2727 от 10 января 1943 года «О плане производства самолетов и моторов в январе месяце и 1-м квартале 1943 года» считало важнейшей задачей завода №21 в I квартале – осуществить перевод всех самолетов Ла-5 с М-82 на постоянный форсаж и начать выпуск первых серий самолетов Ла-5 облегченной конструкции с М-82Ф- НВ (форсированными с насосами непосредственного впрыска).

Но на этом пути встретились два препятствия. Первое – повторить конструкцию крыла «Дублера» с металлическими лонжеронами в серии завод №21 в то время не мог, поскольку не имел требуемого металлорежущего оборудования и рабочих-метал- листов. Пришлось пока оставить серийное крыло с деревянными лонжеронами.

Второе препятствие было связано с организацией серийного выпуска моторов М-82ФН (третья буква «В» в обозначении мотора вскоре исчезла). Собственно, завод №19 мог производить эти моторы без особых проблем, но наладить крупносерийный выпуск насосов НБ-ЗУ на заводе №296 не было никакой возможности. До сих пор эти насосы производились единицами вручную рабочими высокой квалификации. Для опытных работ больше и не требовалось. Но теперь их нужно было производить сотнями штук в месяц, а для этого требовалось высокоточное станочное оборудование, которого в стране просто не было. Тем не менее, было решено начать серийное производство М-82ФН в том количестве, которое сможет обеспечить насосами завод №296, а остальные моторы М-82 выпускать в варианте «Ф» с карбюратором. Предполагалось, что постепенно выпуск насосов НВ и, соответственно, моторов М-82ФН будет нарастать, а карбюраторных М-82Ф – снижаться, до полного вытеснения последних.

Таким образом, завод №21 был поставлен перед необходимостью производить самолет Ла-5 в двух модификациях. Все улучшения ВМГ, опробованные на «Дублере», были внедрены в серию только на Ла-5ФН, а на Ла-5Ф системы питания, всасывания и выхлопа остались прежние. Это решение объяснялось стремлением избежать неразберихи в эксплуатации и снабжении строевых частей запчастями, поскольку детали этих систем, а также моторамы на Ла-5Ф и Ла-5ФН были различными. Но в результате летные данные Ла-5Ф остались почти на прежнем уровне, хотя при изменении всасывающего и выхлопных патрубков аналогично Ла-5ФН можно было бы получить прирост летных данных и при моторе М-82Ф. Видимо считалось, что параллельный выпуск обоих модификаций продлится недолго.

Продолжение выпуска мотора М-82 с карбюратором заставляло пристальнее взглянуть на доводку последнего. Надо сказать, что этот процесс шел почти непрерывно. В 1942 году попытались найти ему замену. В апреле начались испытания с впрыскивающими карбюраторами ВК-82 (типа Стромберг) завода №33 и ЦВ-82. Второй из них отпал быстро, а первый поначалу подавал большие надежды. Но, несмотря на продолжение работ с ВК-82 в течение всего 1942 года, устойчивых положительных результатов добиться не удавалось. В сентябре все же вышел приказ НКАП о серийном их выпуске с октября 1942 года. К 1 января 1943 года было выпущено всего 30 штук ВК-82. Но в серию на заводе №19 этот карбюратор так и не пошел.

Одновременно продолжалась доводка штатного карбюратора АК- 82БП. В июне 1942 года завод №33 выпустил АК-82БП серии А-3. Основное отличие этой серии от 2-й состояло в том, что все резиновые плоские мембраны главной дозирующей системы и клапана экономайзера были заменены мембранами с гофром, а также введены изменения по диаметрам жиклеров и т.д. В июле вышла серия А-4, отличающаяся повышением твердости ролика дозирующей иглы для снижения его выработки. Затем появилась 5-я серия с измененным профилем и полировкой дозирующей иглы, снова плоскими мембранами, но с укорочением их хода, введением жиклера экономайзера для улучшения высотной характеристики и др. К весне 1943 года вышла серия А-6, на которой вместо жиклера экономайзера была введена регулировочная игла в ниппеле трубки экономайзера и т.д.

Даже краткое перечисление этих изменений наводит на мысль, что доводка карбюратора проходила в основном все тем же методом проб и ошибок. Никаких существенных результатов по улучшению работы АК- 82БП получено не было.

К концу 1942 года начальник группы отделов моторов и топлив НИИ ВВС инженер-полковник Фокин докладывал руководству:

«Из строевых частей ВВС К А поступают сведения о недоборе скоростей на самолете Ла-5 при работе мотора на 2-й скорости нагнетателя, т.е. на высоте от 4000 м и выше.

Потеря скорости на самолете Ла-5 может происходить по следующим причинам:

а) ухудшение аэродинамики самолета (полеты с открытым колпаком летчика и с неустановленными по потоку воздушными заслонками и заслонками маслородиатора);

б) падение мощности мотора.

Зависимость максимальной скорости полета от положения колпака и воздушных заслонок – известна и не требует дополнительных испытаний или каких-либо конструктивных переделок на самолете.

Падение мощности мотора ~ явление более трудно уловимое в условиях строевой части, так как приборов, непосредственно замеряющих мощность мотора на самолете нет, однако уменьшение скорости полета при прочих ровных условиях несомненно указывает на уменьшение мощности мотора.

У мотора М-82 падение мощности в полете на 2-й скорости нагнетателя может быть, в основном, по следующим причинам:

а) неудовлетворительная робота карбюратора АК-82БП (чрезмерное обогащение или обеднение),

б) неудовлетворительная работа свечей ВГ-12 и магнето БСМ-14…

Испытаниями на станке и в полете, которые проводились заводом Nq19, ЛИИ НКАП и НИИ ВВС КА установлено, что карбюраторы АК- 82БП не сохраняют постоянной регулировки и в полете, при работе мотора на 2-й скорости нагнетателя, сильно обогащают состав смеси.

К тому же, мотор М-82 допускает изменение состава смеси в широких пределах без резкого ухудшения характера его работы. Мощность мотора при этом изменяется в пределах до 17,5%…

Летными испытаниями самолетов с моторами М-82 (Ла-5, Ту-2, ДБ-ЗФ), проведенными в 1942 году, подтверждается тот факт, что при удовлетворительной работе мотора на 2-й скорости нагнетателя изменение максимальной скорости полета самолета по высоте протекает нормально (с-т Ла-5), при неудовлетворительной работе карбюратора или других агрегатов мотора, максимальная скорость полета по высоте изменяется ненормально и наблюдается значительный разброс точек (с-ты Ту-2 и ДБ-ЗФ)…» Приведенные в докладе результаты испытаний красноречиво подтверждали данные утверждения.

НКАП был вынужден исследовать этот вопрос подробно. В период октябрь-ноябрь 1942 года в ЦАГИ подвергался испытаниям в аэродинамических трубах Т-101 и Т-104 серийный самолет Ла-5 №37210514 с целью изыскания мероприятий по улучшению его летных характеристик.

Выхлопные патрубки Ла-5ФН и серийный выхлопной коллектор Ла-5

В рамках этих испытаний было выявлено, что максимальные скорости Ла- 5 на 2-й границе высотности практически не дают прироста по сравнению с максимальными скоростями на 1-й границе из-за неудовлетворительной работы мотора М-82 на 2-й скорости нагнетателя.

Предположили, что падение мощности мотора М-82 на 2-й границе высотности происходит из-за сильного обогащения горючей смеси. С целью подтверждения этого факта в декабре 1942 года в аэродинамической трубе Т-104 были проведены испытания мотора М-82 №112 2-й серии, установленного на самолете Ла-5. Испытания проводились на номинальном режиме работы мотора n=2400 об/мин и Рк=950 мм рт.ст. на обеих скоростях нагнетателя при различных составах горючей смеси, характеризующихся изменением коэффициентов избытка воздуха а от 0,55 до 0,865 на 1 -й скорости и от 0,51 до 0,765 на 2-й скорости. Определялась величина потери мощности с изменением состава смеси.

Вывод ЦАГИ: сильное обогащение горючей смеси до а=0,55 при работе мотора на 2-й скорости нагнетателя (которое имеет место в полете), приводит к уменьшению мощности на 25-30%, а, следовательно, и к значительному уменьшению скорости самолета.

Аналогичные результаты были получены и в ЦИАМе.

Для исправления этого недостатка завод №33 предложил клапан взлета МВ-1, а ЦИАМ – «обогатитель взлета». Первый был очень прост по конструкции и включал экономайзер только при работе мотора на режиме взлета. Второй был более сложен и трудоемок в изготовлении, и полностью исключал экономайзер из системы карбюратора. Впрочем, различия их конструкции не повлияли на результат – испытания обоих на моторе и на самолете в полете дали неудовлетворительные результаты.

Пожалуй, единственным положительным результатом всех этих усилий стала выпущенная заводом №33 инструкция по регулировке карбюратора АК-82БП в аэродромных условиях с помощью переносного газоанализатора – штатные газоанализаторы на серийные самолеты Ла-5 не устанавливали.

Однако регулировка была делом непростым даже в заводских условиях. Подтверждением этому служит следующий факт. С 20 декабря 1942 по 20 января 1943 года заводом №19 были проверены мощности и высотность 10 моторов М-82 на высотной установке «Хинан-Фруд». Из этих моторов было 3 мотора 1 -й серии выпуска конца 1941 и начала 1942 года, 5 моторов 2-й серии и 2 мотора 3-й серии выпуска 1942 года. Данные этой проверки показали, что все моторы недодают мощности: на взлете – от 30 до 90 л.с., на земном номинале 1- й скорости – от 30 до 93 л.с., на земном номинале 2-й скорости – от 2 до 63 л.с. Также недополучены на этих моторах высота и высотная мощность: на номинале 1-й скорости – от 57 до 140 л.с., на номинале 2-й скорости – от 4 до 67 л.с., высота на 2-й скорости – от 50 до 300 м. Такая же проверка была проведена в период с 15 февраля по 15 марта 1943 года на «Хинан Фруде» еще 6-ти моторов последней серии. Результаты были аналогичные.

В связи с началом выпуска мотора М-82Ф с НВ, интерес к доводке АК-82БП постепенно угас. Возможно, история карбюраторного М-82 так бы и закончилась, если бы о нем снова не вспомнили осенью 1943 года. В октябре Сталин поставил перед НКАП и ВВС задачу увеличить дальность полета истребителей. Неудовлетворительная работа АК-82БП и здесь сыграла свою отрицательную роль. 29 октября 1943 года Главный инженер ВВС КА А.К. Репин писал А.И. Шахурину:

«Испытания самолетов Ла-5 с моторами М-82 и М-82Ф, проведенные в НИИ ВВС КА и в ЛИИ НКАП, показывают, что при хорошо отлаженном и стабильно работающем карбюраторе на этом самолете можно получить значительную экономию в расходах топлива, а следовательно, и увеличении дальности полета самолета.

В условиях эксплоатации этот резерв экономичности использовать нельзя, т.к. карбюратор АК-82БП, устанавливаемый на моторе М-82Ф, не обеспечивает стабильности расходов топлива в полете.

Кроме того, серийные карбюраторы АК-82БП имеют большую разницу в протекании расходов топлива по режимам работы мотора, доходящую до 20%. Неудовлетворительная регулировка и нестабильность работы карбюраторов АК-82БП приводят к тому, что но самолетах Ла-5 с моторами М-82 и М-82Ф получаются сильно различающиеся между собой дальности полета на одном и том же режиме.

Ток, при испытании в октябре

1942 г. в НИИ ВВС КА самолета Ла-5 Nq37210444 на наивыгоднейшем режиме на высотах Н=500-2000 м получено дальность полета 960-970 км.

При испытании в июле 1943 г. в ЛИИ НКАП самолета Ла-5 №372124 на высоте Н=1000 м на наивыгоднейшем режиме получена дальность полета 820 км.

При испытании в июле-августе 1943 г. в НИИ ВВС КА самолета Ла-5 №37212501Ф но высотах 500- 2000м на наивыгоднейшем режиме получена дальность всего лишь 580 км.

Во всех трех случаях высотный корректор закрыт. Емкость бензобаков 340 кг.

Необходимо указать, что крайне низкая дальность самолета Ла-5 №37212501Ф (580 км на наивыгоднейшем режиме) вызывалась не только повышенным расходом топлива мотора М-82Ф, но и ухудшенной аэродинамикой этого самолета.

При испытании самолета Ла-5 в ЛИИ НКАП получено, что полет самолета на одном и том же режиме, но различной продолжительности, дает различные километровые расходы топлива. Например, при полете самолета Ла-5 на режиме 0,9Vmokc. и п=2150 об/мин в течение 5 минут, километровый расход топлива равен 0,497 кг/км. При полете на том же режиме в течение 25 минут, километровый расход возрастает до 0,542 кг/км.

При испытаниях самолета Ла-5 в НИИ ВВС КА на режиме п=2400 об/мин и Рк=950 мм рт.стпри одной и той же регулировке карбюратора, но при замерах в различное время часовой расход топлива изменился от 490 л/час до 572л/час.

Приведенные факты говорят о том, что карбюратор АК-82БП до настоящего времени не доработан и не дает возможности использовать имеющиеся у самолета Ла-5 резервы дальности полета.

Для повышения экономичности работы моторов М-82Ф и увеличения дальности полета самолетов Ла-5 с этими моторами, прошу Ваших указаний заводам NqNq315 и 33 о срочной доработке карбюраторов для мотора М-82Ф, обеспечивающих стабильную работу и малую разницу в расходах топливо между различными карбюраторами». Таким образом, как оказалось, карбюратор АК-82БП снижал не только максимальные скорости и скороподъемность, но и дальность самолета Ла-5. Однако предпринимать какие-либо серьезные усилия по доводке АК-82БП накануне снятия М-82Ф с серийного производства было уже поздно. Все усилия НКАП были направлены на скорейшую постановку на поток Ла-5 с М-82ФН.

(Продолжение следует)

А.С. Башилов

Генеральный директор ОАО «НПО «Молния» и ОАО «Тушинский машиностроительный завод», академик-секретарь авиакосмической секции Российской инженерной академии, академик Российской Академии космонавтики имени К.Э. Циолковского и Академии проблем безопасности, обороны и правопорядка, лауреат премии Совета Министров СССР.

Башилов Александр Сергеевич родился 11 мая 1950 года в городе Кимры Калининской области. В 1972 году окончил Уральский политехнический институт в городе Свердловске и до 1974 года служил в армии. После окончания службы, с 1974 по 1980 год, работал на Свердловском машиностроительном заводе им. М.И.Калинина: помощником мастера, мастером, инженером-технологом, старшим мастером.

С января 1981 года Башилов А.С. работает в ОАО «НПО «Молния»: старшим мастером, начальником механо-сборочного цеха. В 1984 году он был назначен на должность Главного инженера объединения. В 1993 году А.С. Башилов был избран генеральным директором НПО «Молния». В феврале 2003 года он возглавил и ОАО «Тушинский машиностроительный завод».

За время работы в НПО "Молния" Башилов зарекомендовал себя как ответственный исполнитель, высококвалифицированный специалист в области создания авиационно-космической техники. Под его непосредственным руководством внедрялись новейшие технологические процессы, в сжатые сроки были созданы "Вспомогательная силовая установка" и уникальная лабораторно-стендовая база, не имеющая аналогов в мире. При непосредственном участии А. С. Башилова были изготовлены и успешно прошли летные испытания космические аппараты «Бор-4» и «Бор-5». За большой вклад в создание "Полноразмерного стенда оборудования "ОК "Буран" он был удостоен "Премии Совета Министров СССР", награжден юбилейной медалью С.П.Королева. А.С.Башилов зарекомендовал себя умелым организатором производства, руководителем обширной производ ственной кооперации по созданию орбитального корабля "Буран".

Под руководством А.С. Башилова на предприятии было освоено и внедрено более 240 новейших наукоемких технологических процессов, 130 типов прогрессивного оборудования, более 80-и принципиально новых металлических, неметаллических и композитных материалов, разработанных в сотрудничестве с ведущими институтами и предприятиями страны.

А.С. Башилов прилагает большие усилия по сохранению основного профиля предприятия – созданию авиационно-кос- мической техники. При непосредственном участии А.С. Башилова и под руководством генерального конструктора Г.Е. Лозино-Лозинского разработаны проекты семейства летательных аппаратов различного назначения. Среди них – «Молния-1», небольшой 6-местный самолет-триплан (проект удостоился Золотой медали Всемирного салона изобретений и научных исследований «Эврика-93» в Брюсселе), участник авиашоу в Ле Бурже 1995 года; двухфюзеляжный самолет- транспортировщик «Молния-1000» («Геракл») – самый тяжелый из проектируемых трипланов, предназначенный для перевозки на внешней подвеске крупногабаритных грузов массой до 450 тонн или пассажирских модулей вместимостью до 1200 человек. В семейство «Молния» входят также многоцелевой 15-местный двух моторный триплан «Молния-100», 6- 15-местный реактивный административный самолет «Молния-300».

Продолжаются работы по созданию авиационно-космической системы МАКС. Эта система призвана обеспечить выведение нагрузок на орбиты любого наклонения, высокую оперативность и низкую эксплуатационную стоимость. При этом отпадает необходимость отчуждения земель под территорию падения отработавших элементов конструкции. Многофункциональный орбитальный мониторинг с помощью системы МАКС позволит решить многие земельные проблемы.

ОАО «НПО «Молния» совместно с ОАО «ТМЗ» ведет разработку и изготовление сверхзвуковых ракет-мишеней на базе отслуживших свой срок и снимаемых с вооружения зенитных управляемых ракет ПВО страны (что является экономически эффективным способом их утилизации).

Разрабатываемый ОАО «НПО «Молния» совместно с ГКНПЦ им. Хруничева многоразовый ускоритель «Байкал» для ракет-носителей типа «Ангара» может использоваться при выведении космических объектов на опорные орбиты в широком диапазоне наклонений без отчуждения земель под поля падения отработавших ускорителей 1-х ступеней. В его состав входят: унифицированный ракетный блок (для одноразового и многоразового применения), комплекс средств возврата и посадки, которые обеспечивают автономный полет ускорителя после отделения от 2-й ступени и посадку на аэродром.

В настоящее время А.С. Башилов организует также конверсионные работы по реализации программ г. Москвы и России в области науки и техники, возглавляет Совет директоров промышленных предприятий и научных организаций Северо-западного административного округа г. Москвы.