Летающая лаборатория Як-7Б с прямоточными ВРД ДМ-4С
В начале 1944 года ГКО в своем постановлении от 18 февраля впервые указал на нетерпимое положение с развитием реактивной техники в стране. При этом ликвидировался Государственный институт реактивной техники (ГИРТ) при СНК СССР, и вся тематика сосредотачивалась во вновь организованном НИИ реактивной авиации (НИИ-1), подчиненном заместителю наркома авиапромышленности А. С. Яковлеву. Этим же документом конструкторским бюро С. А. Лавочкина, А. И. Микояна, П. О. Сухого и А. С. Яковлева предписывалось приступить к созданию реактивных истребителей.
Такое решение стало закономерной реакцией на поступавшую из Германии информацию о разработке реактивной техники.
Спустя три месяца, 22 мая 1944 года, ГКО принял Постановление № 5945 «О создании авиационных реактивных двигателей». Поскольку в то время в Советском Союзе еще было далеко до постройки газотурбинного двигателя, то эти документы стали отправными точками на пути создания первых отечественных самолетов с комбинированными силовыми установками.
Согласно этим документам ОКБ-115 предписывалось построить по две экспериментальные машины на базе истребителя Як-9 с дополнительными жидкостно-реактивными двигателями РД-1 тягой 300 кгс и трехкамерного РД-3 тягой 900 кгс конструкции В. П. Глушко. Однако проработки варианта Як-9 с РД-1 показали, что из-за большого полетного веса эффект от использования ЖРД будет значительно меньше, чем при установке его на новый, более легкий истребитель Як-3.
Расчеты, сделанные в конце лета 1944 года, показали, что полуреактивный Як-3 с этим двигателем вполне может достичь скорости 780 км/ч.
На Як-3 разместили объединенный водомасляный радиатор для поршневого мотора, а вооружение сократили до одной пушки НС-23 (60 патронов) с прицелом ПБП-1А. Правда, судя по сохранившимся фотографиями, орудие на самолет так и не установили, хотя прицел отчетливо виден в кабине пилота. Фонарь кабины пилота для снижения аэродинамического сопротивления понизили на 70 мм.
Испытания Як-3РД начинались без ЖРД
Посадочные щитки в закрытом положении зафиксировали дополнительными замками во избежание их отсоса. Стальные тяги руля глубины заменены дюралюминиевыми.
Стабилизатор и киль взяли без изменения от Як-3. Для сохранения площади руля поворота увеличили его хорду. Рули высоты несколько срезали для установки РД-1, соответственно облегчив его весовой балансир. Обшивку рулей и элеронов сделали из дюралюминия.
Двигатель РД-1 расположили на стальной трубчатой ферме, закрепленной на хвостовой части фюзеляжа, и закрыли легкосъемным капотом.
Баки с компонентами топлива ЖРД (50 кг керосина и 200 кг концентрированной азотной кислоты), как и емкости для бензина общим объемом 260 литров, расположили в крыле, протянув трубопроводы к реактивному двигателю в специальном желобе, проходившем по левому борту.
Насосный агрегат, расходные бачки для ракетного топлива и клапаны наддува находились в вентилируемом кожухе в передней части фюзеляжа непосредственно за поршневым мотором. Между лонжеронами крыла под полом кабины пилота расположили фильтры керосина и кислоты, заправочные вентили, сливные блоки и бачок для сбора подтекавшей через уплотнения насосного агрегата кислоты. Вся система трубопроводов была герметизирована.
Два съемных баллона сжатого до 150 атмосфер воздуха расположили на блоках мотора ВК-105ПФ2.
Заправка компонентами топлива ЖРД производилась от специального заправщика снизу вверх, а наддув баков керосина и кислоты производился от нагнетателя мотора.
Самолет имел радиостанцию РСИ-4. В связи с размещением дополнительных приборов, контролировавших работу ЖРД, изменили компоновку приборной доски по сравнению с принятой.
Ведущим конструктором был Б. С. Моторин, а ведущим инженером по испытаниям – К. А. Знаменский.
В вариант Як-3РД в конце декабря переделали самолет № 182 °Cаратовского авиазавода. С 5 по 12 января 1945 года сделали десять огневых пусков РД-1 на земле общей продолжительностью до 3 минут 15 секунд.
Первый полет Як-3РД без включения ЖРД В. Л. Расторгуев выполнил 22 января 1945 года. Затем перешли к запуску ускорителя в воздухе. Из 40 пусков РД-1 № 009, установленного на самолете, лишь три раза ЖРД включался в полете. В одном из них, 11 мая, была зафиксирована скорость 782 км/ч на высоте 7800 метров. При этом отмечался неустойчивый запуск ЖРД.
По этой причине РД-1 с электрическим зажиганием, наработавший 18 минут 50 секунд, заменили на РД-1ХЗ № 018 с химическим зажиганием. Его испытания на земле проходили успешно, но в первом же полете 14 мая 1945 года во время запуска произошел взрыв, разрушивший двигатель. После этого случая самолет поставили на доработку, заменив ракетный двигатель. Но к полетам долго не приступали. Складывается впечатление, что на машине поставили крест. К тому же у Лавочкина дела с полуреактивными истребителями шли не лучше.
Як-3РД с ЖРД в хвостовой части фюзеляжа
Полеты на Як-3РД возобновили лишь 14 августа, перед воздушным парадом в Тушино, а на следующий день после включения ускорителя из-за обрыва трубки керосиновой магистрали внезапно упала тяга ЖРД и кабина пилота наполнилась парами горючего, что затруднило пилотирование. Тем не менее Виктор Леонидович, перекрыв топливные магистрали ЖРД, совершил благополучную посадку на Центральном аэродроме. Неисправность устранили, и 16 августа Расторгуев ушел в очередной полет. Запуск ЖРД прошел успешно, и после его отсечки самолет набрал высоту 2500 метров, сделал площадку и, планируя, постепенно перешел в пикирование, столкнувшись с землей. Что стало причиной гибели Расторгуева – до сих пор не известно.
В заключение следует отметить, что попытки использования ЖРД в отечественном самолетостроении продолжались и после войны, но не увенчались успехом. Одной из главных причин неудач было использование агрессивнейшего окислителя – азотной кислоты. Правда, за рубежом работы в этом направлении были удачнее. Достаточно напомнить о состоявшем на вооружении Люфтваффе ракетном перехватчике Ме-163 и воздушно-космическом самолете «Спейс шаттл», но это уже другая история.
Помимо работ с ЖРД и ПВРД, известен проект установки на Як-9Д вспомогательного воздушно-реактивного двигателя с осевым компрессором (ВРДК), разработанного в ЦИАМ. Предложение по доработке машины сделали специалисты ЦАГИ. По мнению конструкторов, наиболее подходящим для той цели был Як-9Д, имевший необходимый запас горючего, часть которого можно было использовать для работы ВРДК в течение пяти минут без снижения времени полета истребителя. В то же время самолет допускал небольшую перегрузку (по взлетному весу) без заметного ухудшения взлетных качеств и характеристик вертикального маневра.
