Typ:  experimentální modifikace frontového stíhacího letounu typu Jak-7B M-105PF

Určení:  prověření využitelnosti náporových motorů k dočasnému zvýšení letových výkonů pístových stíhacích letounů

Odlišnosti od letounu Jak-7B M-105PF:

- instalace jednoho páru válcovitých gondol (s kruhovým lapačem vzduchu v čele a kruhovou tryskou na zádi) pomocných urychlovacích náporových motorů typu DM-4S pod křídlem, vně hlavních podvozků. To si vyžádalo zmenšit rozpětí vztlakových klapek o 500 mm. Pomocné urychlovací motory typu DM-4S jsou přitom napojeny na palivový systém hlavní pohonné jednotky v podobě pístového motoru typu M-105PF, neboť spalují shodné palivo.

- instalace ovládacích prvků náporových urychlovacích jednotek v pilotní kabině

- přítomnost pracoviště zkušebního technika v nákladovém prostoru, který je umístěn přímo za kokpitem. V této souvislosti výklopný překližkový kryt, který se nacházel za překrytem pilotní kabiny, nahradil duralový kryt se třemi páry malých postranních hranatých okének.

Historie:  První experimenty s použitím náporových motorů k dočasnému zvýšený výkonů stíhacích letounů A.S. Jakovlev realizoval na počátku roku 1942 s druhým prototypem cvičného Jaku-7UTI, UTI-26-2. Na zmíněném letounu byly tehdy konkrétně testovány motory typu DM-4S z dílny I.A. Merkulova, které měly délku 2,3 m, průměr 500 mm a hmotnost 45 kg. Zkoušky tohoto stroje ale skončily absolutním fiaskem. Instalace dvou motorů typu DM-4S pod křídlo totiž vedla k výraznému posunu aerodynamického těžiště směrem dopředu, což sebou přineslo razantní vzrůst rizika překlopení přes „čumák“ při dojezdu při přistání. Chod motorů typu DM-4S navíc provázely silné vibrace. Následkem toho docházelo k porušování palivového potrubí a únikům paliva. Aby toho nebylo málo, tak prototyp UTI-26-2 postrádal dodatečnou protipožární ochranu. Další zkoušky motorů typu DM-4S byly realizovány na letounu typu Jak-7B. Se zahájením zkoušek takto modifikovaného Jaku-7B se počítalo v říjnu roku 1942. Později byl ale tento termín posunut na květen roku 1943. Zahájit testy motorů typu DM-4S na zmíněném letounu se ale nakonec nepodařilo ani v tomto termínu. Důvodem toho byla skutečnost, že válečné události I.A. Merkulova připravily o vývojovou a výrobní bázi. Práce na toto téma byly proto obnoveny až na počátku roku 1944. Tehdy byl přitom k testům využitelnosti náporových motorů typu DM-4S k dočasnému zvýšení letových výkonů vyhrazen letoun Jak-7B M-105PF (v.č. 820803) z produkce závodu č.82 z Tušina. Pod křídlo zmíněného stroje byly konkrétně instalovány motory typu DM-4S č.16 a č.17. Změny se přitom nedotkly jen pohonného systému. Za pilotní sedačkou tohoto stroje bylo totiž zřízeno pracoviště zkušebního technika. V této souvislosti výklopný překližkový kryt, který se nacházel za překrytem pilotní kabiny, nahradil duralový kryt se třemi páry postranních okének. Takto modifikovaný letoun Jak-7B M-105PF (v.č. 820803) byl znám jako Jak-7VRD či Jak-7PVRD. Přestavba zmíněného letounu na experimentální Jak-7VRD byla realizovány v prostorách závodu č.482 a byla završena dnem 23. února 1944. Testy zmíněného stroje probíhaly u zkušebního institutu LII. LII byl přitom prototyp Jaku-7VRD předán dne 28. března toho samého roku. Zkoušky zmíněného stroje byly poměrně dlouhé a byly završeny dnem 12. prosince 1944. Paralelně se zkouškami prototypu Jaku-7VRD totiž probíhaly též zkoušky vlastních motorů typu DM-4S. Ty totiž nebylo předtím možné důkladně otestovat a doladit, protože I.A. Merkulov neměl, jak již bylo řečeno, vlastní vývojovou a výrobní bázi. Motor typu DM-4S proto předtím prošel pouze zkouškami v aerodynamickém tunelu AT-2 institutu MAI (Moskevský aviatický institut), a to ještě pouze při nízkých rychlostech. Poměrně hodně času přitom zabralo vyladění stability hoření a synchronizace chodu obou dvou motorů. Ke dni 11. května prototyp Jaku-7VRD létal bez instalace urychlovacích jednotek. Ke svému prvnímu letu s motory typu DM-4S pod křídlem se tento stroj vydal dne 12. května. První zážeh zmíněných urychlovacích jednotek byl ale uskutečněn až dne 15. května. Část zkušebních letů prototyp Jaku-7VRD absolvoval jenom s jedním pracujícím motorem typu DM-4S. To umožnilo stanovit vliv chodu dvou těchto motorů na distribuci paliva, kterou zajišťovalo jediné čerpadlo. Po zážehu motorů typu DM-4S z jejich trysek vyšlehly plameny o délce dva až tři metry, které ale po nějakých 20-ti až 30-ti s zmizely (v důsledku ohřevu spalovací komory). Protože spotřeba paliva motorů typu DM-4S činila 22 kg/min, zmíněné motory mohly být aktivovány jen po velmi krátkou dobu (5 až 6 min), např. při stíhání protivníka nebo při úniku z bojiště. Aktivace motorů typu DM-4S vedla ke vzrůstu rychlosti o 53 km/h (z 460 km/h na 513 km/h). Protože ale zmíněné motory vyvozovaly značný aerodynamický odpor a navíc něco vážily (celkem 90 kg), standardní Jak-7B M-105PF, jehož rychlost činila 494 km/h, tento stroj max. rychlostí překonával o pouhých 19 km/h. Z toho samého důvodu za standardním Jakem-7B M-105PF s vypnutými motory typu DM-4S rychlostí zaostával o 34 km/h. Výsledky zkoušek prototypu Jaku-7VRD tedy představovaly zklamání. Na výkonnostní parametry Jaku-7VRD mělo ale neblahý vliv též značné technické opotřebení, neboť sebou přinášelo vzrůst aerodynamického odporu. Letoun Jak-7B M-105PF (v.č. 820803) totiž v době, kdy prošel konverzí na speciál typu Jak-7VRD, měl již za sebou dva roky provozu a v neposlední řadě též opravu. Hodnoty rychlosti Jaku-7VRD byly navíc měřeny ve výškách mezi 2 000 až 3 000 m a v těchto výškách hlavní pohonná jednotka tohoto stroje v podobě pístového motoru typu M-105PF nepodávala nejvyšší výkon. To mělo též neblahý vliv na chod náporových urychlovacích jednotek, protože tah motorů tohoto typu s klesající rychlostí klesá. Na tah urychlovacích jednotek Jaku-7VRD měla ale negativní vliv též skutečnost, že palivové čerpadlo tohoto stroje v podobě typu BNK-10FN podávalo o nějakých 10 až 13 % nižší výkon než mělo, což sebou přineslo pokles dodávek paliva z 24 kg/min na 22 kg/min. Celkový tah dvou motorů typu DM-4S letounu typu Jak-7VRD proto činil pouhých 158 kp. Na druhou stranu instalace motorů typu DM-4S pod křídlo stíhacího Jaku-7B byla velmi jednoduchá a teoreticky ji bylo možné provést i v polních podmínkách. Z výsledků zkoušek Jaku-7VRD nicméně vyplynulo, že vnesením poměrně nenáročných úprav do konstrukce a palivového systému motorů typu DM-4S bude možné snížit celkovou hmotnost těchto pohonných jednotek z 90-ti kg na nějakých 30 až 35 kg a zároveň zlepšit jejich efektivitu a provozní ekonomiku. Dle předběžných výpočtů měly zmíněné motory při rychlosti okolo 600 km/h při odběru paliva 30 kg/min umožnit nárůst rychlosti o nějakých 130 km/h. V dalších zkouškách náporových urychlovacích jednotek na letounech řady „Jak“ se již nicméně nepokračovalo. Důvodem toho byl blížící se konec války a rychlé pokroky ve vývoji proudových motorů.

Verze:  -

Vyrobeno:  jeden prototyp (vznikl konverzí sériového Jaku-7B)

Uživatelé:  žádní

Posádka:    pilot a zkušební technik

Pohon:       jeden pístový motor typu Klimov M-105PF s max. výkonem 1 180 hp a dva náporové motory Merkulov DM-4S s max. tahem po 79 kp

Vybavení:   jeden střelecký zaměřovač            

Výzbroj:     jeden 20 mm kanón typu ŠVAK se zásobou 130 nábojů, instalovaný mezi řadami motorových válců, a dva 12,7 mm synchronní kulomety typu UBS s celkovou zásobou 400 nábojů (260 pro levý a 140 pro pravý), instalované nad motorem

* se zapnutými urychlovacími jednotkami, resp. 460 km/h s vypnutými urychlovacími jednotkami