Воздушная мощь страны. ЯК-1

ЮВАО города Москвы

Государственное Общеобразовательное Учреждение

Центр Образования №1423

Проектная работа

Тема: Воздушная мощь страны. ЯК-1.

Выполнили: ученики 5 класса

                                       Князев Георгий,

          Русинов Егор,

                     Вакулишин Никита

Руководители проекта:

М.А. Пузанова –   учитель технологии

                        В.В. Думин

Москва 2011

Технический паспорт.

Опытно-конструкторское бюро А.С.Яковлева начало свой творческий путь в 1927 г. с постройки первых легких спортивных и тренировочных самолетов.

    В 1936-1937 гг. легкие самолеты конструкции А. С. Яковлева УТ-1 и УТ-2 были приняты на вооружение военной авиации как учебно-тренировочные.

    Боевые самолеты конструкции А.С.Яковлева в большом количестве выпускались в годы Великой Отечественной войны, когда вслед за истребителем Як-1, построенным и принятым на вооружение ВВС в 1940 г., последовали крупные серии самолетов Як-7, Як-9, Як-3.

    Вскоре после войны, в 1946 г., был создан реактивный истребитель Як-15 с двигателем РД-10. На этом самолете летчики успешно переучивались с поршневых самолетов на самолеты с реактивными двигателями. Позже были сконструированы более совершенные образцы самолетов со скоростями полета, превышающими скорость звука.

    Помимо боевых самолетов конструкторский коллектив бюро после войны создал ряд новых учебных и спортивных самолетов, а в 1967 г.- скоростной реактивный комфортабельный пассажирский самолет для местных воздушных линий Як-40. В этом самолете впервые решена очень трудная техническая проблема - сочетание короткого разбега и пробега с высокой крейсерской скоростью. Салон самолета рассчитан на полет 32 пассажиров.

    Вскоре после самолета Як-40 был разработан пассажирский самолет Як-42 для авиалиний средней дальности, который брал на борт 120 человек.

    В этом ОКБ создан самолет вертикального взлета и посадки Як-36. Он находится в экспозиции музея.

    Кроме самолетов в ОКБ А. С. Яковлева в 1952 г. был разработан большой транспортный вертолет Як-24 ("летающий вагон") с двумя моторами АШ-82. Он состоял на вооружении военно-транспортной авиации. Вертолет Як-24 находится в экспозиции музея.

В 1939 году - был объявлен конкурс, целью которого было создание в короткий срок истребителя нового поколения, не уступающего лучшим иностранным образцам, а также привлечение к работе молодых талантливых авиаконструкторов.

В течение 1939—1940 годов, конструкторские коллективы разработали и предъявили на испытания более десятка типов опытных скоростных боевых машин

Одним из истребителей, прошедших летные испытания и принятых на вооружение военно-воздушных сил, был И-26, спроектированный в ОКБ А.С. Яковлева. К тому времени этим коллективом был накоплен богатый опыт создания учебных и  легких скоростных спортивных самолетов. Работая над боевой машиной, конструкторы старались использовать недефицитные материалы, добиться наименьшей массы, высокой скорости и легкости пилотирования.

К проектированию истребителя приступили в мае 1939 г. Первый полет опытного образца состоялся 13 января 1940 г. Заводские испытания проводил летчик-испытатель Ю.И. Пионтковский. Уже во время второго полета была достигнута скорость 587 км/ч на высоте 5100 м. Самолет обладал хорошими летно-пилотажными качествами, был прост в управлении. Однако 27 апреля, во время одного из полетов, произошла авария. Летчик-испытатель погиб. При выяснении причин катастрофы обнаружили производственный дефект. Тем не менее 10 июня И-26 был передан на государственные испытания в НИИ ВВС РККА, которые успешно завершились в ноябре 1940 г.  На основании рекомендации военных испытателей было принято решение о прочном запуске истребителя в серийное производство, причем еще до окончания Государственных испытаний. В декабре 1940 г. самолет получил обозначение Як-1.

    Война застала советскую авиацию в процессе перевооружения. Намеченные мероприятия предполагалось закончить во второй половине 1941 и в начале 1942 г. Фактически к началу войны процесс оснащения авиации новой боевой техникой только начался. На 22 июня 1941 г. в частях ВВС самолетов новых типов было только 1540, что составляло 15-20% общего числа самолетов, имевшихся в западных приграничных военных округах.

Среди созданных под руководством АС. Яковлева крылатых машин различных классов и назначения самолет Як-1 занимает особое место. Он стал родоначальником целого семейства более совершенных «яков», созданных на его основе.

Истребитель Як-1 представлял собой моноплан с низкорасположенным крылом и двигателем жидкостного охлаждения М-105 (модификации ПА и ПФ) мощностью 1050-1180 л.с. Конструкция смешанная: неразъемное деревянное крыло, сварной из стальных труб фюзеляж, полотняная обшивка, дюралюминиевые капоты и оперение. Характерными чертами самолета были малый вес и несложная конструкция, что делало его простым в массовом производстве. Вооружение состояло из пушки ШБАК (120 снарядов) и двух синхронных пулеметов ШКАС (1500 патронов), расположенных над двигателями.

В ходе серийного производства самолет неоднократно модернизировался. В частности, были изменены оборудование и остекление кабины, установлена радиостанция, облегчена конструкция. Кроме того, менялись двигатели, вооружение и фонарь кабины.

Истребитель Як-1 и его варианты строились до 1944 г. и применялись на протяжении всей войны. Уже в 1941 г. самолетами Як-1 были вооружены 4 из 11 истребительных авиаполков ПВО Москвы. На этих машинах начинали свой боевой путь французская эскадрилья «Нормандия» и полк «Варшава» 1-й истребительной авиадивизии Войска Польского.

Всего за годы войны было построено 8271 самолет Як-1 всех модификаций.

МОДИФИКАЦИИ Як-1

И-26 — первый опытный одномоторный одноместный истребитель, прототип всех последующих типов поршневых истребителей.

Двигатель — М-105П (1050 л.с.). Вооружение не устанавливалось. Построено три экземпляра.

И-28 (№28, И-26В) — высотный истребитель на основе фронтового И-26, предназначавшийся для борьбы с бомбардировщиками на высотах 8000—10 000 м. Конструкция фюзеляжа и крыла аналогичны И-26, за исключением некоторых отличий: уменьшенное крыло, оснащенное автоматическими предкрылками; цельнометаллическое оперение; измененные основное шасси и водорадиатор; увеличенный фонарь кабины. Двигатель — М-105ПД (1140 л.с.) с двухступенчатым центробежным нагнетателем. Вооружение состояло из пушки ШВАК и двух пулеметов ШКАС. Скорость на высоте 9000 м составляла 665 км/ч, максимальная высота — 12 000 м. Во время испытаний (ноябрь 1940 г. — апрель 1941 г.) вышло из строя три мотора, было совершено девять вынужденных посадок. Опытный двигатель оказался ненадежным и требовал больших доработки. Было построено два экземпляра.

В условиях начавшейся войны необходимость в доводке высотного истребителя отпала,  т.к. немецкая авиация действовала на высоте  до 5000 м.

Як-1 — серийный. Двигатель — М-105ПА. Вооружение: пушка ШВАК, два пулемета ШКАС. Пять самолетов первой серии участвовали в военном параде на Красной площади 7 ноября 1940 г.

В ходе производства была изменена конструкция главного шасси, установлена радиостанция и посадочная фара на левом крыле. Кроме того, под крыло подвешивалось шесть реактивных снарядов РС-82. Задняя часть остекления кабины была уменьшена и выполнялась в виде двух параболических окошек в гаргроте.

Як-1б - (Як-1М, в годы войны — Як-1 без гаргрота или Як-1 с соответствующим номером серии) — модификация Як-1 с пониженным гаргротом.

Интересный факт.

В начале 1942 г. летчики и техники истребительного полка, которым командовал майор Ф.И. Шинкаренко, по собственной инициативе переделали все свои самолеты Як-1. Проведенные работы были направлены на устранение существенного недостатка серийного истребителя — ограниченного обзора назад (из-за пологого гаргрота от кабины летчика до киля). Силами личного состава гаргрот был значительно понижен, а задняя часть фонаря сформована из прозрачного плексигласа, благодаря чему обзор назад значительно улучшился.

Подобное изменение, подсказанное боевым опытом летчиков, было учтено   на Саратовском авиазаводе. 20 готовых Як-1, еще не переданных в части, получили новый образ фонаря кабины.

Конструкторский коллектив внес ряд улучшений в конструкцию серийного самолета:

- взлетная масса машины была уменьшена до 2780 кг (по сравнению с 2930 кг у Як-1 первых серий), был снят механизм уборки хвостового колеса;

-скорость возросла до 592 км/ч (578 км/ч у первых Як-1), скороподъемность у земли увеличилась с 18 до 20 м/с, а время виража снизилось до 18 с,все это было достигнуто с помощью  двигателя М-105ПФ (1180 л.с.) и винта с автоматическим управлением шагом;

- вооружение состояло из пушки ШВАК (или МП-20) и крупнокалиберного пулемета УБС (200 патронов), установленного слева над двигателем.

Истребитель имел следующие отличия от своего предшественника: уменьшена задняя чать фюзеляжа; передняя часть остекления кабины сделана более плоской для уменьшения оптического искажения; изменена форма кабины для уменьшения сопротивления воздушному потоку; установлено зеркало заднего обзора; установлены передняя и задняя пуленепробиваемые стекла кабины; 2 пулемета ШКАС заменены 1 12.7-мм УБС; пневмо-механические и механические системы управления стрельбой заменены на электро-механические; установлена новая рукоять управления Р-1 с двумя кнопками гашетки в верхней части, аналогично Bf.109; установлен новый оптический прицел ВВ вместо ОПВ.

Улучшенный подобным образом истребитель прошел в июле 1942 г. госиспытания и был принят в качестве эталона, по образцу которого, начиная с серии 99, выпускались все серийные машины Як-1.

В начале 1943 г. были проведены комплексные работы по снижению массы и улучшению аэродинамики серийного Як-1 без гаргрота. Был построен опытный самолет и его дублер, на котором установили форсированный двигатель М-105ПФ-2.      Была проведена еще одна модификация увеличившая боезапас для пушки ШВАК с 120 до 140 патронов и для пулемета УБС с 200 до 240 патронов. Всего было построено 4188 истребителей Як-1Б

Тактико-технические характеристики:

Год принятия на вооружение - 1940
Размах крыла - 10,0 м
Длина - 8,48 м
Высота - 1,70 м
Площадь крыла - 17,15 кв.м
Масса, кг
- пустого самолета - 2410
- нормальная взлетная - 2700
Тип двигателя - 1 ПД М-105ПФ
Мощность - 1180 л.с.
Максимальная скорость, км/ч
- у земли - 531
- на высоте - 592
Практическая дальность - 850 км
Максимальная скороподъемность - 926 м/мин
Практический потолок - 10000 м
Экипаж - 1 чел

Вооружение: 1 12.7-мм пулемет УБС, или 1 20-мм пушка ШВАК и 2 7.62-мм пулемета ШКАС, 200 кг бомб. 

     Як-1М был самым легким и маневренным истребителем в мире для своего времени. Общий стиль конструкции был сохранен, но вся она пересмотрена и пересчитана в сторону максимального снижения массы, уменьшения габаритов и улучшения аэродинамики. Площадь и размах крыла уменьшены соответственно на 2,3 кв. метра и на 0,80 м и составляли 14,85 квадратных метров и 9,20 м при прежних размерах фюзеляжа. Полотняная обшивка фюзеляжа заменена фанерной. Произведена тщательнейшая отделка крыла и всего самолета. Стойки шасси удлинены на 100 мм и увеличен ход поршней до 180 мм, что обеспечило идеальную амортизацию при самых грубых посадках. Водорадиатор глубоко утоплен в фюзеляж. Маслорадиатор перенесен из-под мотора в крыло. Входные отверстия в туннеле двух маслорадиаторов расположены в носке крыла с обеих сторон капота. Запас бензина был уменьшен на 30 кг и составлял 275 кг, а масла - 20 кг. Вооружение: на экземпляре N 1 - одна пушка ШВАК и один пулемет УБС, а на дублере - одна опытная пушка ША-20М и два синхронных пулемета УБС. В результате осуществления указанных мероприятий полетная масса снизилась до 2655 - 2660 кг, а летные качества существенно улучшились.

 Первый экземпляр Як-1М был закончен производством 15 февраля 1943 г.,  с 28 февраля по 7 июня прошел заводские испытания  (летчики А. К. Кокин и П. Я. Федрови), госиспытания - с 7 июня по 7 июля и вторично 21 - 23 июля 1943 г. для проверки возможности форсирования двигателя до мощности 1240 л. с.

 Дублер, выпущенный 17 сентября 1943 г., проходил заводские испытания 20 - 30 сентября (летчик П.Я.Федрови) и госиспытания 6 - 15 октября 1943 г. Летчик А.Г.Прошаков, развил скорость у земли 570 км/ч, на высоте 4300 м - 651 км/ч, время виража 17 с, дальность до 900 км. Оценка была блестящая: Як-1М прошел госиспытания быстро и успешно и был рекомендован в массовое производство взамен Як-1 под маркой Як-3.

Як-1 с ВК-106 — опытный экземпляр на базе серийного Як-1, был построен в 1943 г. Двигатель ВК-106-1ск (односкоростной нагнетатель, 1350 л.с.) оказался недоведенным. Была достигнута максимальная скорость 610 км/ч. Вооружение включало пушку ШВАК и пулемет УБС.

Советские летчики быстро освоили истребители Як-1 и успешно вели на них воздушные бои со всеми типами самолетов противника.

Так, 23 октября 1942г. шесть Як-1 293-го истребительного авиаполка получили задание прикрывать наши войска в районе Сталинграда. В момент взлета аэродром попытались блокировать шесть Bf 109. Первая взлетающая пара сразу же вступила в бой с противником и «увела» его на высоту 2000 м. После взлета всей группы немецкие самолеты поспешили уйти на запад. Наши истребители потерь не имели. 24 октября четыре Як-1 в воздушном бою с шестью Ju 88 под прикрытием двух Bf 109 сбили один Ju 88 и один Bf 109.

2 ноября шесть Як-1 вылетели на прикрытие войск в районе северной окраины Сталинграда. На подходе к нашим позициям «яки» были атакованы восемью Bf 109. Появившиеся одновременно с ними двенадцать Ju 87 приготовились к бомбометанию. Командир «яков» принял решение — не ввязываться в бой с истребителями, а нанести удар всей группой по бомбардировщикам. С первой атаки было сбито четыре Ju 87, в последующих — еще три. Кроме того, удалось уничтожить два Bf 109. Наши потери составили один самолет.

29 апреля 1943 г. девять Як-1 под командованием капитана Лапшина, прикрывая свои войска, на высоте 3500 м обнаружили двенадцать Ju 88, идущих в плотном строю под прикрытием двенадцати Bf 109. Пять «яков» ударной группы атаковали бомбардировщики, а сковывающая четверка — прикрывающие истребители. В результате первой атаки были сбиты два Bf 109, и боевой порядок бомбардировщиков нарушился. Ударные «яки» парами атаковали оторвавшиеся от строя Ju 88, сбили один и повредили второй. Вся группа бомбардировщиков рассеялась и, не выполнив задачи, вышла из боя. После этого ударная группа пришла на помощь сковывающей, которая втянула в бой все истребители противника. Совместными усилиями обеих групп было сбито еще два Bf 109, после чего истребители противника вышли из боя, Наши самолеты потерь не имели.

И июля 1943 г. в районе Прохоровки эскадрилья в составе девяти Як-1б встретила две группы по 30 бомбардировщиков   Ju 88 под прикрытием 25—30 истребителей Bf 109 и FW 190. Сковав частью сил истребители противника, основные силы эскадрильи атаковали бомбардировщики. Было сбито семь Ju 88 и два Bf 109.

Приложения.

Летно-технические характеристики.

* - на скорости, составляющей 90% от максимальной.

Варианы окраски самолетов:

                                          Як-1 М-105ПФ И.И.Петренко

Як-1 М-105ПФ С.М.Решетова

                               Як – 1 и его модификации.