Прототип Ла-5
Советские летчики, летавшие на оснащенных двигателями водяного охлаждения истребителях ЛаГГ-3, не любили эти машины. ЛаГГ даже открыто называли «подручный смерти». Не отрицая всеобщего осуждения ЛаГГа, в оправдание самолета можно лишь заметить, что создавался истребитель в жуткой спешке. Даже опытные летчики отмечали сложность пилотирования ЛаГГа. В начале 1942 г. ЛаГГ-3 считался уже устаревшим, но НКАП приказал продолжать производство самолетов этой марки до тех пор пока сборочные линии не будут переведены на выпуск более совершенных истребителей.
Вскоре после начала войны конструкторские бюро Лавочкина, Микояна и Яковлева получили указание адаптировать свои истребители под установку радиального двигателя М-82. Двигатель воздушного охлаждения М-82 с радиальным расположением цилиндров был разработан под руководством Аркадия Швецова в Перми. Мощность мотора -1676 л.с. Серийный выпуск двигателей началось в мае 1941 г. Завод по изготовлению моторов также, как и КБ, располагался в Перми - далеко за пределами действия бомбардировщиков люфтваффе.
Все три запущенных в серию предвоенных советских истребителя. Як-1, МиГ-3 и ЛаГГ-3, имели двигатели водяного охлаждения. Нет необходимости останавливаться на причинах такого выбора, важно отметить, что в двигателях водяного охлаждения авиапром испытывал недостаток (яркое свидетельство - прекращение производства МиГ-3 в пользу Ил-2), в то время как «звезды» воздушного охлаждения M-S2 в буквальном смысле было некуда девать. Выпуск разработанных под этот двигатель бомбардировщиков Су-2 и Ту-2 собирались прекращать (массовое производство Ту-2 еще и не начиналось). Секретарю пермского обкома партии Н.И.Гусарову, выпускнику МАИ, удалось «пробить» наверху решение заказать под М-82 варианты истребителей МиГ, Як и ЛаГГ. Двигатель М-82 является одним из наиболее удачных моторов воздушного охлаждения, созданных в годы второй мировой войны; всего было построено 71 000 моторов 22 модификаций. Двигатели М-82 ставились на истребители Ла-5 и бомбардировщики Ту-2, кроме того, моторами М-82 оснащались опытные самолеты, спроектированные в КБ Микояна, Петлякова, Сухого и Яковлева. Дальнейшим развитием М-82 стал двигатель АШ-82В, который использовался после окончания войны на вертолетах Ми-4 и Як-24.
Впрочем, конструкторы истребителей, особенно ЛаГГа, сами проявляли интерес к звездообразному мотору воздушного охлаждения. ЛаГГ получился более тяжелым по сравнению с Яком, а моторы на истребителях стояли одинаковые - М-105; неудивительно, что «летчикам больше нравились Яки.» Надежды на радикальное повышение мощности М-105 были весьма призрачные, а вот установка М-82 сулила прибавку в триста лошадиных сил и повышение живучести при попаданиях пуль и снарядов в двигатель. Правда, возрастало лобовое сопротивление самолета за счет большего миделя двигателя воздушного охлаждения, тем не менее мощность «звезды» с лихвой перекрывала рост сопротивления, позволяя получить большую скорость и скороподъемность.
Первым переделал ЛаГГ-3 под М-82 Гудков - под его руководством в августе 1941 г. к планеру серийного истребителя пристыковали носовую часть от Су-2. Самолет получил обозначение Гу-82, на нем в сентябре-октябре 1941 г. в НИИ ВВС А.И.Никашин совершил несколько полетов, но из-за эвакуации испытания прервались и больше не возобновлялись; не была закончена и постройка второго экземпляра Гу-82.
Между тем отзывы о ЛаГГе с фронта шли не лестные: истребитель уступал по характеристикам и Мессершмитту, и Яку. Появились объективные и субъективные причины снятия ЛаГГа с серийного производства, по крайней мере, на части заводов. В конце октября 1941 г. в Новосибирск на завод № 153 - второе по мощности предприятие, выпускавшее ЛаГГи, -было эвакуировано ОКБ Яковлева. Молодой энергичный зам. наркома предпринял меры по организации на заводе производства истребителей Як-7. В январе 1942 г. вышло постановление ГКО о выпуске на заводе Яков вместо истребителей ЛаГГ. Постановление готовилось в декабре 1941 г., Сталин намеревался переключить на Яки и Горьковский завод. К счастью, выпуск ЛаГГов на заводе N 21 отстоял нарком Шахурин, но ему удалось добиться лишь отсрочки до тех пор, пока Яковлев не наладит изготовление Як-7 в Новосибирске. Дабы отстоять серийный завод, а значит и само КБ, Лавочкину следовало резко улучшить летные характеристики ЛаГГ-3. Радикально их улучшить можно было лишь заменой двигателя. Лавочкин получил чертежи на М-82 непосредственно от Швецова, но ставку делал на перспективный двигатель Климова М-107, тем более что задел по ЛаГГ-3 с М-107 уже имелся: один самолет был построен, и зимой 1942 г. начались его испытания. В ходе полетов букет недостатков М-107 проявился в полной мере - двигатель имел слишком теплонапряженный режим. Надо сказать, с этим мотором хлебнул неприятностей и Яковлев, пытавшийся ставить его на свои самолеты.
К возможности установки М-82 на ЛаГГ Лавочкин относился скептически, считая, что лобастый двигатель не удастся состыковать с фюзеляжем без существенной переделки планера, а переделка - это время, которого нет. Основная проблема заключалась в сопряжении двигателя и фюзеляжа; мотор М-82 имел диаметр 1260 мм, в то время как «родной» мотор водяного охлаждения М-105 имел максимальную ширину 777 мм. Кроме того, М-82 весил на 250 кг больше, чем М-105, но мощность М-82 была гораздо больше, чем у М-105 (1676 л.с. против 1100 л.с.).
Инициатором работ по установке М-82 на ЛаГГ стал заместитель Лавочкина С.М.Алексеев. Ему удалось убедить Главного провести прикидки по ЛаГГу с М-82 и получить в свое распоряжение двух конструкторов - начальника бригады вооружения Ивана Артемовича Шабанова и начальника моторной бригады Константина Ивановича Слепнева. Виды на М-107 имел Яковлев, и он смог заполучить оба только что изготовленных доработанных мотора (один предназначался для установки на Як, второй - на ЛаГГ), оставив конструкторов ЛаГГа «с носом». В то же время в ответ на просьбу Лавочкина (точнее Алексеева) прислать макетный М-82 Швецов предоставил два новеньких двигателя вместе с механиками. Окончательное решение по установке мотора воздушного охлаждения на истребитель, по воспоминаниям Алексеева, опубликованным в журнале «Мир Авиации», принималось в необычной обстановке. Все ведущие специалисты КБ во главе с Лавочкиным собрались в цехе вокруг «безмоторного» планера ЛаГГа, к которому на талях подвели М-82. Стали смотреть: оказалось, что лишние 250 кг массы мотора на центровку, как ни странно, влияют мало - устранить смещение центра тяжести вперед вполне можно за счет переноса некоторого оборудования в хвостовую часть фюзеляжа. Плавно состыковать «головастый» двигатель с узким фюзеляжем получалось путем наложения фальшбортов. Реальной проблемой являлось обеспечение охлаждения цилиндров двигателя. Обычно на моторах такого типа используются регулируемые юбки - на ЛаГГе установить такую юбку без существенной переделки не получалось никак. Заместитель Швецова Валединский В.А. предложил сделать для выпуска воздуха совки по бортам фюзеляжа. Это был выход, однако полностью решить проблему перегрева головок цилиндров, которые находились не в створе совков, так и не удалось. Вооружение - две синхронные пушки ШВАК и два пулемета калибра 12,7 мм -тоже синхронные. Синхронные пушки были тогда очень большим дефицитом, к счастью, на заводе имелись и пушки, и синхронизаторы, остававшиеся от строившихся здесь И-16. Правда, синхронизаторы предназначались для двухлопастного винта, но вооруженцы обещали их быстро переделать под трехлопастный. Итак, ЛаГГ с двигателем воздушного охлаждения «завязался».
Времени на «обычное», бумажное проектирование, не было: во-первых, шла война и самолет требовался на фронте срочно, а во-вторых, на заводе уже появились представители яковлевской фирмы. Посланцы зам. наркома за очень короткое время сумели восстановить против себя коллектив завода; люди, которые совсем недавно не очень-то радовались прибытию москвичей, теперь стали горячими сторонниками Лавочкина и делали все возможное и невозможное для постройки и испытаний нового истребителя. Уже все КБ, а не только три человека работали на ЛаГГ с М-82. И вот, 8 апреля 1942 г. приказом НКАП, когда ЛаГГ-3 М-82 уже практически подготовили к испытаниям, завод № 21 переводился на выпуск Як-7; ОКБ Лавочкина перебазировалось в Тбилиси, на завод № 31. В начале апреля в Грузию из Горького уехал ряд конструкторов во главе с Алексеевым. Следом отправился эшелон с оборудованием и большей частью работников КБ. Но еще до отъезда Алексеева, в марте, летчик-испытатель Василий Яковлевич Мищенко поднял в воздух будущий Ла-5.
Самолет стал неузнаваемым: увеличилась скорость и скороподъемность, однако недостатков тоже хватало. Грелось масло, грелось так, что продолжительный полет не представлялся возможным. Однако летные данные истребителя оказались настолько впечатляющими, что совместным приказом ВВС и НКАП от 10 апреля (спустя всего два дня после приказа о прекращении выпуска ЛаГГов и передаче завода № 21 Яковлеву!) предписывалось провести совместные государственные испытания, выполнять которые была назначена комиссия в составе летчиков-испытателей А.П.Якимова (НКАП), А.Г.Кубышкина (НИИ ВВС) и ведущих инженеров В.Н.Сагинова (от НКАП), А.Н.Фролова (НИИ ВВС). Срок испытаний - пять дней. Комиссия прибыла в Горький уже 20 апреля, а через два дня начались полеты. Как раз 21 апреля Лавочкину предписывалось отбыть в Тбилиси. Сагинов добился у Шахурина разрешения для Лавочкина остаться на заводе № 21 до окончания испытаний самолета. Полеты Кубышкина и Якимова подтвердили выводы Мищенко - самолет очень перспективный, но греется мотор. Комиссия доложила свои соображения Москве 22 апреля, а утром 23-го пришел ответ - недостатки устранить в десять дней, после чего следовало принять решение о дальнейшей судьбе самолета.
Перегрев масла происходил из-за того, что на самолете остался маслорадиатор от М-105, который для более мощного М-82 оказался маловат, другого же не было. Тем не менее, радиатор нашелся: представители Яковлева привезли на завод маслорадиатор к двигателю М-107 (его планировалась поставить на Як); сочувствующие ЛаГГ-3 М-82 рабочие подсказали сотрудникам КБ Лавочкина, где этот радиатор находится. Казалось бы, учитывая весь предыдущий опыт опосредованных взаимоотношений с Яковлевым (потеря двух заводов, включая и 21-й, который де-юре уже передали Яковлеву, «увод» доведенного М-107), Лавочкин не упустит случай «насолить» конкуренту. Тем не менее, Семен Алексеевич категорически отказался брать чужое. Но маслорадиатор его сотрудники все-таки «позаимствовали» втайне и от своего шефа, и от представителей Яковлева. За два дня радиатор установили на истребитель; из-за больших размеров маслорадиатора пришлось снять синхронные пулеметы, оставив только пушки. Первый полет на доработанной машине выполнил Мищенко. Полет прошел отлично, температура масла - в пределах нормы. Гос. испытания продолжились 3 мая 1942 г. По два полета в этот день сделали Якимов и Кубышкин, оба летчика остались довольны истребителем. На следующий день выполнили отстрел оружия, затем - полет на дальность. Вся программа испытаний заняла 26 полетов -13 сделал Якимов и 13 - Кубышкин. Уже после выполнения программы испытатели слетали на штопор, едва не доведя Лавочкина до инфаркта. Машина-то одна, случись что - конец недолгой истории КБ. К счастью, обошлось - истребитель нормально выходил из штопора. Свежеиспеченный отчет по испытаниям ЛаГГ-3 М-82 лег на стол Сталина; при поддержке Шахурина оперативно было принято решение о начале серийного производства ЛаГГ-3 М-82 под обозначением Ла-5 на заводе № 21 и о возвращении отправленного в Грузию ОКБ Лавочкина в Горький. Первые десять самолетов переделали из незаконченных ЛаГГ-3 и направили на фронтовые испытания. Новый истребитель получил название Ла-5, однако первые ЛаГГи с М-82 согласно документам назывались ЛаГГ-5 (что вполне логично продолжает линию ЛаГГ-1, ЛаГГ-3), в литературе же часто называются ЛаГ-5. Возможно, это название восходит к каким-то документам военного времени, но вероятнее всего - пришло с Запада, где все Ла-5 с фюзеляжем от ЛаГГ (с гаргротом, без каплевидного фонаря) уверенно обозначаются ЛаГ-5. Согласно приказу НКАП № 683 от 8 сентября 1942 г. истребитель ЛаГГ-5 переименован в Ла-5.
В октябре 1942 г. производство истребителя Лавочкина с двигателем М-82 постановлением ГКО и приказом НКАП расширилось за счет сокращения выпуска штурмовиков Ил-2 и бомбардировщиков Ту-2 на заводах № 99 (Улан-Удэ) и № 381 (Нижний Тагил).
Конструктивно Ла-5 практически аналогичен ЛаГГ-3. Изменения коснулись передней части фюзеляжа, они связаны с установкой нового двигателя и вооружения. К шпангоуту фюзеляжа крепится лафет другой, нежели у ЛаГГа, конструкции; на лафете монтируется вооружение, к верхним узлам лафета на болтах пристыковывается моторама. Расширение габаритов фюзеляжа под мотор М-82 достигнуто доработкой стандартного фюзеляжа ЛаГГ-3 путем наклейки поверх существующей обшивки легкого каркаса из сосновых реек, обшитого 3-мм фанерой; верхняя часть шпангоута № 2 срезана по верхний лонжерон фюзеляжа и заменена новой, увеличенной по высоте деталью.
Поскольку Ла-5 представлял собой конверсию обычного серийного ЛаГГ-3 - весь планер самолета, за исключением носовой части остался идентичным планеру самолета с мотором водяного охлаждения, емкость топливных баков также осталась прежней. В отличие от ЛаГГов поздних серий прототип Ла-5 не имел автоматических предкрылков и убираемого хвостового колеса, но в ходе серийного производства на Ла-5 появились и предкрылки, и убираемое хвостовое колесо.
На прототипе устранили подфюзеляжный воздухозаборник системы охлаждения двигателя (для мотора с радиальным расположением цилиндров он был не нужен), обтекатель маслорадиатора уменьшенных размеров был сдвинут назад. Выхлопные патрубки двигателя объединялись в единую систему, выхлопы которой выводились по бортам фюзеляжа, на фюзеляже в местах отвода выхлопных газов устанавливались жаропрочные стальные накладки прямоугольной формы.
По сравнению с ЛаГГ-3 29-й серии длина Ла-5 несколько уменьшилась (с 8,81 м до 8,67 м), а взлетная масса возросла с 3160 кг до 3380 кг.
Боевой опыт выявил превосходство истребителей с пушечным вооружением над самолетами, оснащенными только пулеметами. Уроки войны нашли свое отражение в конструкции Ла-5 - прототип Ла-5 вооружили двумя 20-мм автоматическими пушками ШВАК, в то время как наиболее распространенным вариантом вооружения ЛаГГ-3 был следующий - одна пушка ШВАК и один пулемет Березина УБС калибра 12,7 мм. Казенные части пушек ШВАК выступали за обводы фюзеляжа и их пришлось закрыть вытянутыми каплеообразными обтекателями.
Заместитель Лавочкина на располагавшемся в Нижнем Новгороде государственном авиазаводе №.21 (ГАЗ №21) Семен Михайлович Алексеев был полностью загружен работами по переделке конструкции истребителя под установку радиального мотора. Позже под руководством Алексеева будет создан преемник Ла-5 - истребитель Ла-7, после войны Алексеев возглавит собственное конструкторское бюро, где будет разработан двухмоторный реактивный истребитель И-211 (первый полет И-211 состоялся в декабре 1947 г.).
Заводские испытания показали, что от всех недостатков ЛаГГа на Ла-5 избавиться не удалось. На самолете провели ряд доработок, прежде чем новый истребитель в начале апреля 1942 г. предъявили на Государственные испытания в ЛИИ.
За счет большей мощности мотора М-82 более тяжелый, чем ЛаГГ, Ла-5 показал лучшие летные характеристики. Скорость на уровне моря возросла на 8 км/ч, на высоте 6450 м превосходство Ла-5 в скорости над ЛаГГом составляло 34 км/ ч. По скороподъемности Ла-5 также превосходил предшественника: Ла-5 набирал высоту 5000 м за шесть минут. Результаты были неплохими, если их сравнивать с другим критерием - трофейным немецким истребителем Bf-109G-2. Ла-5 лишь немного уступал Bf-109G-2, в то время как ЛаГГ-3 был с ним просто не сравним.
Испытания в ЛИИ продемонстрировали тотальное превосходство Ла-5 над ЛаГГ-3, показали, что самолета имеет значительный потенциал для дальнейшей модернизации. Достаточно продолжительное время Ла-5 и ЛаГГ-3 выпускались параллельно, и изменения в конструкцию планера обоих самолетов вносились одновременно.
