Jakovlev Jak-3RD

Typ:  experimentální modifikace frontového stíhacího letounu typu Jak-3

Určení:  ověření využitelnosti kapalinového raketového motoru k dočasnému zvýšení výkonů pístového stíhacího letounu

Odlišnosti od letounu Jak-3:

- instalace 300 kp raketového motoru na KPL typu RD-1 v modifikované ocasní části části trupu. Zmíněné motor je uchycen k nosníku příhradové konstrukce a je opatřen snadno snímatelným aerodynamickým krytem kovové konstrukce (s kruhovou tryskou), který tvoří zakončení trupu.

- instalace směrového kormidla s menší výškou. Spodní hrana směrového kormidla tohoto modelu se nachází přibližně na úrovni VOP a nikoliv na úrovni břicha trupu (kuli instalaci raketového motoru v zadní části trupu). Směrové kormidlo tohoto modelu má však identickou celkovou plochu jako směrové kormidlo předchozího modelu, neboť má větší hloubku.

- instalace modifikovaných výškových kormidel. Výšková kormidla tohoto modelu jsou, kuli instalaci raketového motoru v zadní části trupu, mírně „seříznuta“ směrem od kořenů.

- modifikovaná konstrukce kormidel a křidélek náhradou plátěného potahu duralovým

- instalace duralových táhel výškových kormidel na místo ocelových

- instalace nádrže na 200 kg raketového paliva v podobě kerosinu a 50 kg oxidačního činidla raketového paliva v podobě koncentrované kyseliny dusičné uvnitř křídla, vně nádrží s palivem pro hlavní pohonnou jednotku v podobě pístového motoru typu VK-105PF2 (palivový systém motoru typu VK-105PF2 využívá dvě křídelní nádrže s celkovým objemem 260 l a jednu spotřební nádržku s objemem 12 l)

- instalace čerpací stanice a spotřebních nádržek raketového paliva a oxidačního činidla ve speciální sekci, která se nachází uvnitř trupu, přímo za hlavní pohonnou jednotkou v podobě pístového motoru typu VK-105PF2. Zmíněná čerpací stanice je poháněna motorem typu VK-105PF2. Další komponenty palivového systému raketového motoru typu RD-1, včetně filtrů paliva a oxidačního činidla, se nacházejí pod podlahou pilotní kabiny. Potrubí paliva a oxidačního činidla propojující spotřební nádržky se spalovací komorou raketového motoru je přitom vedeno pod potahem levého boku trupu.

- instalace chladiče oleje a vody pod společným břišním vanovitým krytem. U předchozího modelu byl chladič oleje vestavěn do střední části křídla a využíval vnější části lapačů vzduchu, které byly vetknuty do kořenů náběžné hrany křídla, zatímco ty vnitřní zásobovaly vzduchem turbokompresor. U tohoto modelu turbokompresor využívá jediný lapač vzduchu, který se nachází v levém kořeni náběžné hrany křídla.

- instalace tlakových lahví se vzduchem pod motorovou kapotou. U předchozího modelu byly lahve se stlačeným vzduchem umístěny v zadní části trupu (kde se u tohoto modelu nachází raketový motor).  

- instalace modifikovaného polokapkovitého překrytu pilotní kabiny s více aerodynamickým profilem a menší výškou (o 70 mm)

- instalace pancéřového záhlavníku a místo zadního neprůstřelného skla

- instalace ovladačů raketového motoru uvnitř pilotní kabiny

- instalace 23 mm kanónu typu NS-23 se zásobou 60 nábojů mezi motorovými válci na místo 20 mm kanónu typu ŠVAK se zásobou 120 nábojů

- absence obou 12,7 mm synchronních kulometů typu UBS, instalovaných nad motorem

Historie:  V SSSR se reaktivní technika zpočátku nacházela mimo oficiální zájem VVS. Ke změně tohoto postoje ze strany sovětských vzdušných sil došlo až v roce 1944. Tehdy se totiž u bojových útvarů německé Luftwaffe začaly objevovat proudové stíhací letouny typu Messerschmitt Me262 Schwalbe, které ve většině výkonnostních parametrů (rychlost, dostup, stoupavost) významně překonávaly i ty nejvýkonnější pístové stíhače VVS. Protože práce na obdobné technice probíhaly naplno též ve Velké Británii (typy Meteor a Vampire) a v USA (typy FH-1 Phantom, P-59 Airacomet a P-80 Shooting Star), tento nový směr ve vývoji bojových letadel rozhodně nemohl nezůstat bez odezvy ze strany SSSR. Jelikož veškeré práce na proudových motorech v SSSR, které probíhaly pod vedením A.M. Ljulky, již v roce 1941 zcela zastavila německá invaze, v roce 1944 zdejší konstrukční kanceláře, které se zabývaly problematikou stíhacích letounů, obdržely zadání na stíhací letoun s hybridním pohonem. Ten se sestával z klasického pístového motoru, jakožto hlavní pohonné jednotky, a kapalinového raketového (typ RD-1) nebo reaktivního (typ VRDK) urychlovače. Tyto letouny ale měly představovat pouze prozatímní řešení na období, než se podaří dokončit vývoj prvního proudového motoru domácí konstrukce v podobě typu TR-1 (S-18) z dílny A.M. Ljulky. Technické zadání na stíhací letoun s instalací raketového urychlovacího motoru na kapalného pohonné látky (KPL) typu RD-1 z dílny V.P. Gluška přitom obdržely, výnosem ze dne 30. května 1944, OKB A.S. Jakovleva, OKB S.A. Lavočkina (typ La-7R) a OKB P.O. Suchoje (typ Su-7R). Prakticky paralelně vyvíjené letouny typu I-250 z dílny OKB MiG a Su-5 z dílny OKB P.O. Suchoje, které vzešly z toho samého výnosu, zase počítaly s reaktivním urychlovačem typu VRDK z dílny K.V. Cholščevnikova. Jakovlev měl konkrétně dle zadání ze dne 30. května 1944 urychlovacím 300 kp jednokomorovým raketovým motorem na KPL typu RD-1 opatřit letoun typu Jak-9 (Frank). Zmíněný výnos ale obsahoval též zadání na ryze raketovou modifikaci tohoto stroje s instalací 900 kp tříkomorového raketového motoru na KPL typu RD-3. Jakovlev se nicméně nakonec rozhodl motorem typu RD-1 opatřit letoun typu Jak-3. Zmíněnému stroji měl totiž raketový motor typu RD-1 zajistit vyšší přírůstek rychlosti, neboť byl v porovnání s Jakem-9 (Frank) lehčí. Modifikace stíhacího Jaku-3 s instalaci raketového urychlovacího motoru typu RD-1 vešla ve známost jako Jak-3RD. Vývojem tohoto modelu přitom Jakovlev pověřil B.S. Motorina. Základem prototypu experimentálního Jaku-3RD se stal letoun Jak-3 (v.č. 1820) z produkce závodu č.292 ze Saratova. Zástavba 300 hp raketového motoru typu RD-1, který využíval kerosin jako palivo a koncentrovanou kyselinu dusičnou jako oxidační činilo, do ocasní části trupu Jaku-3RD si vyžádala výrazně „seříznout“ směrovku směrem ze spodu. Protože by ale takto zmenšená směrovka měla nedostatečnou účinnost, současně byla výrazně zvětšena její hloubka. Díky tomu měla shodnou plochu jako směrovka standardního Jaku-3. Z toho samého důvodu byly mírně seříznuty též výškovky směrem od kořenů. Plátěný potah výškovek a směrovky byl navíc nahrazen duralovým, stejně jako plátěný potah křidélek. Nádrž raketového paliva a okysličovala konstrukční tým Jakovlevovi OKB vestavěl do křídla, vně nádrží paliva pístového motoru typu VK-105PF2. Zmíněné nádrže obsahovaly 200 kg raketového paliva a 50 kg oxidačního činidla, což postačovalo 3 min chodu na plný tah. Čerpací stanice raketového paliva a okysličovadla byla umístěna, spolu se spotřebními nádržkami, ve speciální sekci, která se nacházela přímo za pístovým motorem. Další komponenty palivového systému raketového motoru, který byl dokonale hermeticky utěsněn, byly umístěny pod podlahou pilotní kabiny. Potrubí obou dvou komponent raketového paliva bylo vedeno pod potahem levého boku trupu. Vestavba jednotlivých komponent palivového systému raketového motoru se neobešla bez přesunutí lahví se stlačeným vzduchem ze zadní části trupu pod motorovou kapotu a chladiče oleje ze střední části křídla pod břišní vanovitý kryt chladiče vody. Prototyp letounu typu Jak-3RD ale obdržel též aerodynamičtější polokapkovitý překryt pilotní kabiny s menší výškou. Výzbroj tohoto stroje se měla omezovat na jeden 23 mm kanón typu NS-23. Jediný prototyp letounu typu Jak-3RD nicméně instalaci kanónu postrádal, a to i přesto, že byl vybaven střeleckým zaměřovačem. Závodní zkoušky tohoto stroje se rozeběhly dnem 22. prosincem 1944. Do zádě trupu měl zpočátku jediný prototyp letounu typu Jak-3RD vestavěn motor RD-1 (v.č.009). První let tento stroj vykonal dne 22. ledna 1945. Při zmíněném letu ale ještě nebyl aktivován raketový motor. Prvnímu zážehu motoru RD-1 (v.č.009) ve vzduchu předcházelo, mezi 5. a 12. lednem toho samého roku, 10 pozemních zážehů s délkou do 3 min a 15 sec. V průběhu závodních zkoušek byl motor RD-1 (v.č.009) zažehnut celkem 40 x, z toho 3 x za letu. Nejvyšší rychlosti bylo dosaženo dne 11. května 1945. Tehdy se podařilo jediný prototyp Jaku-3RD rozehnat, ve výšce 7 800 m, na 782 km/h. To bylo o 182 km/h více, než byl v té samé výškové hladině schopen vyvinout standardní Jak-3, a zároveň o 2 km/h více, než požadovalo technické zadání (780 km/h). Zkoušky jediného prototypu letounu typu Jak-3RD ale sužovaly potíže se spolehlivostí elektrického iniciačního systému raketového motoru. Z tohoto důvodu byl motor RD-1 (v.č.009) později nahrazen motorem RD-1ChZ (v.č.018), který byl opatřen chemickým iniciačním systémem. Motor RD-1 (v.č.009) přitom do té doby naběhal pouhých 18 min a 50 sec. Pozemní testy motoru RD-1ChZ (v.č.018) se obešly bez problémů. První zážeh zmíněného motoru ve vzduchu, který byl uskutečněn dne 14. května 1945, ale skončil explozí. Jediný prototyp Jaku-3RD přitom naštěstí nebyl vážně poškozen. Za explozi motoru RD-1ChZ (v.č.018) mohl zčásti ucpaný spouštěcí ventil kovovými hoblinami, které se do něho dostaly při výrobě, a zčásti špatně fungující automatika. Zmíněný motor proto nakonec naběhal pouhých 6 minut. Celkem byl spuštěn 10 x, z toho jednou za letu. Následně byl proto jediný prototyp Jaku-3RD opraven a vybaven novým motorem. To již měl za sebou 21 letů s celkovou délkou trvání 7 h a 11 min. Letové zkoušky jediného prototypu Jaku-3RD byly opět obnoveny až dne 14. srpna 1945, a to v rámci příprav na prezentaci tohoto stroje na tradiční letecké přehlídce v Tušinu, konající se dne 18. srpna toho samého roku. Další zážeh raketového motoru za letu byl uskutečněn dne 15. srpna 1945 a byl opět neúspěšný. Po 10-ti až 15-ti sec od iniciace totiž náhle poklesl tlak v přívodním potrubí raketového paliva, načež raketové palivo vytrysklo do pilotní kabiny. Přesto, že byl pilot ochromen výpary paliva, podařilo se mu bezpečně přistát. Z šetření zmíněného incidentu vyplynulo, že za něj mohlo porušení palivového potrubí. Dne 16. srpna toho samého roku byl ale jediný prototyp Jaku-3RD zcela zničen při havárii. Po krátkém letu ve výšce 2 500 m s aktivovaným raketovým urychlovačem, totiž náhle přešel do téměř vertikálního střemhlavého letu, načež narazil plnou rychlostí do země. Příčinu zmíněné nehody se nepodařilo odhalit. Podle všeho ale za ní mohlo selhání ovládání výškovek. K prezentaci jediného prototypu Jaku-3RD v Tušinu proto již nedošlo. Za celou svou kariéru tento stroj vykonal pouhých 26 zkušebních letů.

Verze:  -

Vyrobeno:  jeden prototyp (vznikl konverzí sériového Jaku-3)

Uživatelé:  žádní

 

 

 

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden pístový motor typu Klimov VK-105PF2 (M-105PF2) s max. výkonem 1 240 hp a jeden raketový motor na KPL typu Gluško RD-1 nebo RD-1ChZ s max. tahem 300 kp

Vybavení:   jeden střelecký zaměřovač typu PBP-1A

Výzbroj:     jeden 23 mm kanón typu NS-23 se zásobou 60 nábojů, instalovaný mezi řadami motorových válců (jediný dokončený prototyp tohoto modelu instalaci kanónu postrádal)

 

 

TTD:     
Rozpětí křídla: 9,20 m
Délka:   8,50 m
Výška: ?
Prázdná hmotnost: 2 382 kg
Max. vzletová hmotnost: 2 980 kg
Max. rychlost: 782 km/h
Praktický dostup:   ?
Max. dolet:    700 km

 

 

poslední úpravy provedeny dne: 19.2.2020