Jakovlev Jak-3U

Typ:  pokročilá modifikace frontového stíhacího letounu typu Jak-3

Určení:  primárně vybojování vzdušné převahy v prostoru linie, sekundárně ničení pozemních cílů v rámci přímé podpory pozemních vojsk

Odlišnosti od letounu Jak-3:

- instalace 1 850 hp hvězdicového (vzduchem chlazeného) motoru typu AŠ-82FN v přídi trupu nové konstrukce na místo 1 240 hp kapalinou chlazeného motoru typu VK-105PF2. Motorová kapota tohoto modelu má výrazně robustnější profil a kruhový průřez a sestává se z pevného prstencovitého předního dílu (s plynule se zvětšujícím průměrem směrem zepředu dozadu), dvou výklopných (směrem nahoru k sobě) postranních panelů a jednoho břišního panelu. Chladící vzduch motor typu AŠ-82FN nasává čelním prstencovitým vstupem, který se nachází mezi vrtulovým kuželem a pevným předním prstencovitým dílem motorové kapoty. Ohřátý vzduch pak útroby motorové sekce opouští postranními štěrbinovými výstupy, které jsou opatřeny regulačními klapkami. Tento zásah do konstrukce přední části trupu vedl k redukci celkové délky trupu z 8,50 m na 8,17 m.

- instalace třílisté vrtule typu VIŠ-105V-4 (s průměrem 3,10 m) na místo třílisté vrtule typu VIŠ-107SV-1. Vrtule tohoto modelu se navíc při pohledu zepředu otáčí proti směru hodinových ručiček (a nikoliv po směru hodinových ručiček)

- instalace pružných palivových nádrží s větším objemem (o 110 l) uvnitř křídla na místo kovových

- absence chladiče vody. V této souvislosti z břicha trupu zmizel široký vanovitý kryt, který se nacházel na úrovni odtokové hrany křídla.

- instalace nové výzbroje. Výzbroj tohoto modelu se sestává ze dvou synchronních 20 mm kanónů typu B-20S se zásobou 120 nábojů na hlaveň, zatímco předchozí model byl vyzbrojen jedním 20 mm kanónem typu ŠVAK se zásobou 120 nábojů a dvěma 12,7 mm synchronními kulomety typu UBS se zásobou 150 nábojů na hlaveň.

- instalace křídla o 219 mm blíže u přídě trupu. Křídlo tohoto modelu má navíc mírně větší plochu (0,5 m²) a (díky větší šířce trupu) vetší rozpětí (9,40 m vs 9,20 m).

- instalace kokpitu o 84 mm výše

- modifikovaný potah zadní části trupu. Zadní část trupu tohoto modelu je potažena duralovými panely, zatímco potah zadní části trupu předchozího modelu je zhotoven z překližky.

- modifikovaná konstrukce stabilizátoru VOP a kýlu SOP. Stabilizátory VOP a kýl SOP tohoto modelu má duralovou konstrukci, zatímco u předchozího modelu je zhotoven ze dřeva.

- modifikovaná konstrukce křidélek náhradou plátěného potahu duralovým

- instalace duralových táhel výškovek na místo ocelových. Součástí ovládání výškovek se navíc stala, kuli zlepšení ovladatelnosti, kuličková ložiska.

Historie:  Na počátku roku 1945 se konstrukční tým Jakovlevovi OKB pustil do prací na projektu modifikace frontového stíhacího letounu typu Jak-3 s instalací hvězdicového (vzduchem chlazeného) 14-ti válce typu AŠ-82FN z dílny A.D. Švecova. Zmíněný model vešel ve známost jako Jak-3U a představoval přímou reakci na potíže s kapalinou chlazeným motorem typu VK-107A z dílny A.A. Mikulina. Motor typu AŠ-82FN byl přitom v porovnání s motorem typu VK-107A nejen podstatně spolehlivější, ale též výrazně výkonnější (1 850 hp vs 1 500 hp). Díky jeho zástavbě a řadě aerodynamických vylepšení měl proto letoun typu Jak-3U po výkonnostní stránce překonávat všechny tuzemské stíhací letouny té doby poháněné jak vzduchem chlazeným motorem, tak i motorem chlazeným kapalinou. Základem prototypu tohoto modelu se stal sériový Jak-3 VK-105PF2. Záměna motoru typu VK-105PF2 motorem typu AŠ-82FN se ale neobešla bez kompletního přepracování celé příďové partie trupu. Příď trupu prototypu Jaku-3U měla přitom znatelně robustnější profil, menší délku a válcovitý tvar. Protože byl motor typu AŠ-82FN chlazen vzduchem, současně byl z břicha trupu tohoto stroje odstraněn vanovitý kryt chladiče vody. Chladící vzduch přitom motor typu AŠ-82FN nasával čelním prstencovitým vstupem, který se nacházel mezi vrtulovým kuželem a pevným předním prstencovitým dílem motorové kapoty. Ohřátý vzduch pak útroby motorové sekce opouštěl postranními štěrbinovými výstupy, které byly opatřeny regulačními klapkami. Protože nová příďová sekce znatelně omezovala výhled z pilotní kabiny, pilotní kabinu prototypu Jaku-3U bylo nezbytné umístit výše než u standardního Jaku-3 (o 84 mm). Vhledem k tomu, že měla příď trupu tohoto modelu též znatelně vyšší hmotnost, současně bylo nutné posunout křídlo o 219 mm směrem dopředu. I přesto byl prototyp Jaku-3U těžký na příď, což sebou přinášelo zvýšené riziko překlopení přes „čumák“ při brzdění při dojezdu při přistání. Posun křídla směrem dopředu měl ale též pozitivní vliv na stabilitu a ovladatelnost. Křídlo tohoto modelu navíc doznalo mírně většího rozpětí a plochy. Bez změn nezůstala ani výzbroj a vnitřní konstrukce draku. V konstrukci draku prototypu Jaku-3U konkrétně doznalo širší zastoupení duralu na úkor dřeva. Zmíněný stroj měl celokovový trup a ocasní plochy. Pouze u křídla byla zachována smíšená konstrukce. Výhledově se nicméně počítalo s tím, že křídlo Jaku-3U bude mít též celokovovou konstrukci. I přes všechny výše uvedené úpravy měl tento stroj vzletovou hmotnost 2 792 kg, což bylo o 192 kg méně než u zkušebního exempláře Jaku-3 VK-107A se smíšenou konstrukcí, resp. o 473 kg méně než u konkurenčního letounu typu La-7 (Fin), který byl rovněž poháněn motorem typu AŠ-82FN. Dle předběžných výpočtů měl prototyp Jaku-3U mít rychlost 705 km/h (ve výšce 6 100 m), tedy o 65 km/h vyšší rychlost než standardní Jak-3 VK-105PF2. Výstup na výšku 5 000 m mu měl v porovnání s Jakem-3 VK-105PF2 zabrat o 0,55 min méně, tedy 4,0 min. Kompletace prototypu letounu typu Jak-3U byla zahájena dne 20. ledna 1945 v prostorách závodu č.153 z Novosibirsku a byla dokončena dnem 23. dubna toho samého roku v Moskvě. Závodní zkoušky tohoto stroje se rozeběhly dnem 29. dubna 1945. Do oblak se prototyp Jaku-3U napoprvé vydal dne 12. května toho samého roku. V průběhu závodních zkoušek, které byly završeny dnem 9. června 1945, prototyp Jaku-3U vykonal celkem 19 letů s celkovou délkou trvání 8 h a 40 min. Vypočtené rychlosti 705 km/h ale zmíněný stroj nedosahoval. Max. rychlost prototypu Jaku-3U ve výšce 6 000 m totiž činila jen 685 km/h. Naproti tomu měl vynikající stoupavost. Na výšku 5 000 m byl tento stroj schopen vystoupat za pouhých 3,9 min. Dne 15. června 1945, po završení závodních zkoušek, byl prototyp Jaku-3U navrácen prototypové dílně Jakovlevovi OKB. Zde následně, ke dni 25. září toho samého roku, obdržel celokovové křídlo na místo křídla se smíšenou konstrukcí a modifikované hlavní podvozky se zvětšenou výškou (o 80 mm). Posledně uvedené přitom vedlo k redukci rizika překlopení přes „čumák“. Současně byla u tohoto stroje zvýšena účinnost vyvážení výškovek a zlepšena hermetizace motorové kapoty. Všechny výše uvedené úpravy přitom vedly k poklesu vzletové hmotnosti ze 2 792-ti kg na 2 740 kg. Za letu již takto modifikovaný prototyp Jaku-3U zkoušen nebyl. Mezitím totiž skončila válka, a tak o letoun této kategorie zcela opadl zájem. Po 11-ti měsících stání v prototypové dílně Jakovlevovi OKB byl proto přepraven na zkušební leteckou základnu k uskladnění. Později tento stroj skončil v železném šrotu.

Verze:  -

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

Uživatelé:  žádní

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden pístový motor typu Švecov AŠ-82FN s max. výkonem 1 850 hp

Vybavení:   jeden střelecký zaměřovač

Výzbroj:     dva 20 mm synchronní kanóny typu B-20S se zásobou 100 nábojů na hlaveň, instalované nad motorem

poslední úpravy provedeny dne: 19.2.2020