Як-9У с двигателем ВК-107
Однако не только требования ВВС по увеличению дальности, стали причиной завершения работ над модификацией «У» с двигателем ВК-105ПФ2. В этот же период начались испытания Як-9У с двигателем ВК-107, мощностью 1500 кВт. Сочетание нового планера с, казалось бы, доработанным двигателем, обещало создание великолепного истребителя.
Двигатель ВК-107, известный ранее как М-107, был разработан, когда еще только появилась «девятка». Он был развитием М-105, а его длинная, изобилующая неудачами, история началась еще в 1942 году. Сторонником нового двигателя был генерал-майор П.Я.Федрови - опытный и очень авторитетный пилот. Он обратил внимание наркома авиационной промышленности А.И.Шахурина на необходимость испытания двигателя М-107 на самолетах.
В начале 1943 года М-107 был установлен на Як-9 . Испытания показали, что благодаря существенно большей мощности двигателя летные характеристики машины существенно возросли. Однако двигатель еще не был пригоден к эксплуатации. Кроме того, произошла катастрофа - перед передачей нового самолета на испытания, 25 февраля 1943 года, Як-9 пилотируемый опытным пилотом, Р.И Стефановским, разбился. Причина - авария двигателя. После этого НКАП запретил установку М-107 на самолеты до тех пор, пока он не станет достоин такого доверия.
В декабре 1943 года казалось, что двигатель уже можно использовать на боевых самолетах и Яковлев решил установить его на втором варианте Як-9У. Прототип был построен в декабре 1943 года. Его заводские испытания проводились между 28 декабря 1943 и 12 января 1944 года, а государственные с 18 января по 20 апреля 1944 года.
Оказалось, что модификация «У» быстрее, чем испытанные в НИИ ВВС немецкие истребители Bf-109G2 и FW-190А-4 (на 80 и 102 км/час соответственно). Правда следует учесть, что речь шла о трофейных немецких машинах, от которых вероятно нельзя было добиться наилучших показателей.
По величине максимальной скорости Як-9У превосходил и советские истребители Ла-7 и Як-3.
Очевидно, что главной причиной такого прогресса была замена двигателя, но это было не единственным изменением, внесенным в его конструкцию, по сравнению с первым вариантом Як-9У. Чтобы обеспечить должное охлаждение воды и масла, были использованы новые радиаторы ОП-554 и ОП-555, с большей поверхностью охлаждения. Внешне самолет отличался количеством выхлопных патрубков двигателя (их было по шесть с каждой стороны), над капотом появился заборник воздуха для охлаждения свеч, выхлопных коллекторов и генератора. Туннель, по которому проходил воздух, располагался между блоками цилиндров.
Чтобы оптимизировать положение центра тяжести и уменьшить риск капотажа крыло сдвинули вперед на 100 мм.
Вооружение состояло из неизменной пушки ШВАК, с боекомплектом из 120 снарядов и двух пулеметов УБС (по 170 патронов на ствол). Увеличено количество топлива теперь его стало 478л, вместо 430 л (ВК-107 имел больший расход топлива) больше было и масла -35 кг (ранее 26 кг). Все эти изменения привели к увеличению стартового веса самолета на 350 кг до 31150 кг.
В протоколе государственных испытаний записано, что Як-9У с двигателем ВК-107А до высоты 6000 м является лучшим из известных истребителей. Однако было одно существенное «но» - проблемы с новой силовой установкой не позволяли использовать самолет в боевых подразделениях. По мере набора высоты из-за многочисленных течей падало давление масла, во время манипуляций с сектором газа в двигателе возникали опасные вибрации. Но хуже всего было то, что так и не удалось обеспечить соответствующее охлаждение. Если температура окружающего воздуха достигала 30°С, то при полете с максимальной скоростью не помогало даже полное открытие заслонок радиаторов. Естественно, что при полностью открытых каналах радиаторов падала скорость, на высоте 4000 м такое снижение составляло 63 км/час. Чтобы удерживать температуру воды в допустимых пределах набор высоты приходилось выполнять с горизонтальными площадками.
Следующим недостатком двигателя ВК-107А был его малый моторесурс - всего 25 часов. Хотя в его работе предусматривался боевой режим, но на практике применять его, было запрещено, ввиду того, что тогда двигатели пришлось бы менять после двух-трех вылетов.
Кошмаром для механиков кроме всего прочего было размещение выхлопных коллекторов между блоками цилиндров, а также быстрый износ свеч. К сожалению ВК-107А так никогда и не был полностью доведен. Поэтому в частях не смогли полностью использовать все потенциальные возможности Як-9У.
Тем не менее, благодаря непрерывно ведущейся работе удалось снять большинство эксплуатационных ограничений. Благодаря установке новых радиаторов ОП-728 появилась возможность непрерывного набора высоты. Если не было тропической жары, то истребитель мог лететь с максимальной скоростью, не опасаясь перегрева двигателя. Однако все это относилось только к машинам, выпущенным после декабря 1944 года. До его окончания было произведено 1134 Як-9У.
Самолеты, собранные весной и летом 1945 года имели летные характеристики, практически совпадающие с полученными во время испытаний: на высоте 5000 м скорость равнялась 672 км/час. Это было следствием возросшего качества производства и улучшенной аэродинамики. Так, например, были установлены специальные замки, которые плотно прижимали щитки стоек шасси к крылу, утолщена с 2 до 3 мм обшивка фюзеляжа.
Но, даже летая на самолетах изготовленных летом 1944 года, советские пилоты имели существенное преимущество перед врагом. Во время войсковых испытаний тридцати двух Як-9У, проведенных в 163 ИАП из 3-й
Воздушной армии, советские летчики сбили на них 27 FW-190 и один Bf-109G, потеряв при этом два самолета и одного пилота. Подчеркнем, что модификация «У» была со всех точек зрения лучше, чем FW-190. Особенной похвалы заслуживала скорость вертикального маневра.
Як-9У был самолетом приятным в пилотировании и летать на нем могли пилоты средней квалификации (часто задумываемся, что значит «пилот средней квалификации»? - Анализ литературы позволяет сделать вывод, что речь идет о молодых пилотах, не имеющих еще боевых вылетов). Машина прощала значительные ошибки в управлении, не существовало проблемы штопора. Шасси было настолько мощным, что даже сильный удар о землю либо крутые повороты при рулежке не приводили к авариям.
Механики знакомые с двигателем ВК-105, довольно легко осваивали эксплуатацию ВК-107А, хотя это была практически новая конструкция.
В тот период, когда Як-9У начал поступать на вооружение, советским ВВС противостояли в основном одномоторные машины Люфтваффе, поэтому вооружение из пушки и двух пулеметов оказалось вполне достаточным для ведения воздушных боев. В целом Як-9У получился отличным самолетом, очень близким по своим характеристикам к Як-3.
Тем не менее до самого конца карьеры его ахиллесовой пятой оставался капризный двигатель ВК-107А, который не позволял полностью использовать возможности самолета. В период с апреля 1944 года по август 1945 года было построено 3921 Як-9У.
