Мотор М-105ПФ

Ситуация в моторостроении к началу 1942 г. в КБ В.Я.Климова была такова: был разработан и проходил испытания мотор М-107, который во многом отличался от серийно выпускавшегося М-105ПА; внедрение и доводка М-107 потребовали бы много времени; кроме того, он неоднократно из-за различных дефектов снимался с испытаний (прошел их лишь к 19 сентября 1942г.).

Мотор М-105ПА уже имел одну степень форсирования. В августе 1941 г. на Як-1 был введен форсажный взлетный режим с ручным управлением от рычага на левом пульте кабины пилота. Этот режим достигался увеличением давления наддува с 910 до 950 мм рт.ст. (его разрешалось использовать только на взлете, до высоты менее 200 м и не более пяти минут).

Поэтому 13 марта 1942 г. ГКО постановлением предложил КБ Климова форсировать мощность мотора М-105ПА путем увеличения давления наддува с 930 до 1050 мм рт.ст. При этом ставилась задача получить номинальную мощность у земли 1180-1200 л.с., на высоте 800 м -1210 л.с., а на высоте 2800 м - 1150 л.с. и подготовить серийный выпуск мотора к 1 апреля 1942 г. В перечне необходимых мероприятий предписывалось: а) директору завода №153, начальнику ЛИИ НКАП совместно с НИИ ВВС к 25 марта 1942 г. провести летные испытания Як-7 с этим мотором; б)директору завода № 26 и заместителю наркома В.П.Баландину к 1 апреля 1942 г. провести 100-часовые стендовые испытания; в)в пятидневный срок перевести один из полков Як-1 на пробную эксплуатацию М-105П, приспособленных для работы на повышенном давлении наддува.

Испытания были проведены на Як-7А № 1411 и Як-7Б № 1413, отчет утвержден 29 марта 1942 г. На самолетах проверялась работа мотора с наддувом 920, 1020 и 1050 мм рт.ст., но форсированный режим не использовался более пяти-восьми минут. Управление форсажем, как и раньше, вручную из кабины. Летные характеристики на повышенном наддуве существенно улучшились. Совместным решением от 15 марта 1942 г. НКАП и ВВС пробную эксплуатацию организовали в 236-м иап ВВС Западного фронта. В полку форсирование двигателя производилось другим методом. На повышенный наддув перестраивался регулятор постоянного давления нагнетателя. Управление - от сектора газа; при полном газе - максимальный наддув. В испытаниях получили устойчивое увеличение скорости примерно на 20 км/ч.

На стендовых испытаниях модернизированный мотор имел показатели лучшие, чем были заданы ГКО. Взлетная мощность была равна 1210 л.с., номинальная мощность на высоте 700 м составила 1260 л.с., а на высоте 2700 м -1180 л.с. Вместе с тем ресурс мотора был уменьшен до 100 ч с 125 ч, но весь этот срок мотор гарантированно мог работать на повышенном наддуве (имеется в виду ресурс до первого ремонта). Это оказалось возможным лишь под нажимом А.С. Яковлева как заместителя наркома. В.Я.Климов же настаивал на доводке М-107, считая, что М-105ПА на повышенном наддуве без значительного снижения ресурса может работать лишь кратковременно (пять-восемь минут). Точку в споре поставили стендовые испытания М-105ПА с наддувом 1050 мм рт.ст., которые начались 24 апреля 1942 г. Мотор успешно их выдержал, проработав до разрушения 203 ч. По постановлению ГКО от 30 апреля 1942 г. завод № 26 (г. Уфа) с 1 мая перешел на выпуск моторов М-105ПФ, как начали называть серийные моторы с повышенным наддувом.

Однако, несмотря на все плюсы от постановки нового мотора, на Як-1 еще более ухудшилась работа системы охлаждения, которая просто перестала справляться с возросшей теплоотдачей. При испытаниях в 236-м иап семи самолетов Як-1 с моторами М-105ПА, перерегулированными на повышенный наддув, оказалось, что время полета на номинальных оборотах мотора и максимальной скорости с заслонками радиаторов, установленными в положение "по потоку", не должно превышать двух минут, чтобы выдержать эксплуатационные ограничения по температурам воды и масла; а набор высоты даже при полностью открытых заслонках радиаторов был невозможен без площадок для охлаждения мотора через каждые 2500... ...3000 м. И это при обычных для средней полосы летних температурах наружного воздуха у земли 18-23°С. При испытании двух машин (№ 1549, 1643) из этих семи летчиками НИИ ВВС эта характеристика ВМГ подтвердилась.

Для устранения дефекта КБ были разработаны новые формы водо- и маслогондол с расширяющимся входным туннелем, и, согласно постановлению ГКО от 29 мая 1942 г., завод № 292 с 4 июня перешел на выпуск Як-1 с новым мотором. К сожалению, новые моторы поступали не в требуемом количестве, и полный переход на установку М-105ПФ произошел лишь в июле 1942 г. с десятого самолета 79-й серии (№ 1079).

Но новые формы гондол проблем с температурными режимами не решили. Как показали сравнительные летные испытания самолетов Як-1 № 3673, 1474, 4174, 2175, 2675, 0676, 1376, 1676, 2076, 2276 с новыми и старыми водо- и маслогондолами, закончившиеся 3 июля 1942 г., ощутимых улучшений в работе систем охлаждения мотора они не дали. Для нормальной эксплуатации в частях были даны указания об ограничении оборотов мотора до 2250 об/мин в горизонтальном полете на максимальной скорости на высотах, ниже высоты переключения скоростей нагнетателя, и до 2600 об/мин в наборе высоты в течение первых десяти часов его работы. При этом частично терялось достигнутое преимущество от установки М-105ПФ, проявлявшееся как раз на малых высотах.

Указанный недостаток системы охлаждения стал хроническим. Проведенные 12 марта 1943 г. испытания Як-1 № 02119, 20120, 10123, 17124, 38124, 17125, 25125, 11126, 29126 опять подтвердили вывод о том, что она не обеспечивает нормального температурного режима в полете на максимальной скорости. Плохая работа ВМГ стала одной из основных причин получения оценки "неудовлетворительно" при контрольных испытаниях в НИИ ВВС машин № 04111, 07127. Но, несмотря на это, выпуск самолетов не прекращался, и все проблемы опять легли на плечи летно-технического состава.

Источники

• "Первый Як" /С. Кузнецов/