Lavočkin 150 [‘Type 3’]

Typ:  lehký frontový stíhací letoun uzpůsobený pro činnost pouze za dobrých meteorologických podmínek
a ve dne

Určení:  vybojování vzdušné převahy v prostoru linie

Historie:  Vývoj prvního sovětského proudového motoru v podobě 530 kp typu RD-1 z dílny A.M. Ljulky byl zahájen již v roce 1937. Montáž prvního prototypu této pohonné jednotky a veškeré práce na toto téma ale krátce nato, dne 22. června 1941, zcela zastavil nečekaný vpád německých vojsk na sovětské území. Tehdy se přitom prototyp motoru typu RD-1 již nacházel ve stádiu 75-ti % technické připravenosti. Do popředí zájmu se reaktivní technika v SSSR opět dostala teprve 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. Vzhledem k nedostupnosti proudového motoru domácí konstrukce byly tehdy zdejší konstrukční kanceláře, které se zabývaly problematikou stíhacích letounů, pověřeny vývojem stíhacího letounu s hybridním pohonem. Ten se měl přitom sestávat 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 domácího stíhače s proudovým pohonem. Pohonnou jednotkou zmíněného letounu se měl přitom stát 1 250 kp proudový motor typu TR-1 (S-18) z dílny A.M. Ljulky, který vzešel ze zadání ze dne 18. února 1944. Vývojem takového stíhacího stroje byla ještě v květnu toho samého roku pověřena OKB-301 S.A. Lavočkina. Prototyp požadovaného letounu, který vešel ve známost jako La-VRD, měl být přitom dle zmíněného výnosu ke zkouškám předán nejpozději v březnu roku 1946. Projekt tohoto stroje vznikl v moskevské filiálce Lavočkinovi OKB, která sídlila v prostorách závodu č.81, pod vedením S.M. Alexejeva. Alexejev přitom letoun typu La-VRD pojal jako jednomotorový stroj s poměrně krátkým vřetenovitým trupem s jednomístnou vystouplým polokapkovitým průzračným překrytem opatřenou pilotní kabinou v přídi, a jedním motorem typu TR-1, který využíval dvojici postranních lapačů vzduchu a jednu kruhovou trysku, v zádi, hornoplošně uspořádaným přímým křídlem a zdvojenými ocasními plochami. Ocasní plochy letounu La-VRD se měly sestávat ze dvou SOP a jedné obdélníkové VOP a jejich instalace se měla nacházet na koncích štíhlých nosníků vybíhajících z odtokové hrany křídla. Kromě toho tento stroj počítal se zatahovatelným tříbodovým podvozkem příďového typu a dvojicí 23 mm kanónů se zásobou 60 nábojů na hlaveň. Jejich instalace se přitom měla, spolu se zatahovacím mechanismem hlavního podvozku, nacházet uvnitř nosníků ocasních ploch. Svým vzezřením se tedy letoun typu La-VRD měl podobat slavnému britskému typu Vampire. Dle předběžných výpočtů měl tento stroj disponovat rychlostí 850 km/h a dostupem 15 000 m. Výstup na výšku 5 000 m mu pak neměl zabrat více než 2,5 min. Práce na úvodním projektu letounu La-VRD se podařilo završit na konci roku 1944. Protože pro let způsobilý motor typu TR-1 (S-18) tehdy stále ještě nebyl k dispozici, krátce nato byly veškeré práce na toto téma zcela zastaveny. Mezitím, v roce 1945, se ale do sovětských rukou dostaly německé proudové motory typu Junkers JUMO 004B a BMW 003A. Protože se vývoj výše uvedeného proudového motoru typu TR-1 (S-18) nacházel ve značném skluzu, v roce 1946 byly tyto průkopnické pohonné jednotky zavedeny pod označením RD-10 (JUMO 004B) a RD-20 (BMW 003A) do výrobního programu domácích podniků, aby mohly zajistit pohon sovětských proudových bojových letounů první generace. Zatímco sériová výroba silnějšího 900 kp typu JUMO 004B se s oficiální zelenou setkala dne 28. dubna 1945, produkce slabšího 800 kp typu BMW 003A byla sovětskému průmyslu oficiálně nařízena výnosem ze dne 13. června 1945. Zpracováním projektu stíhacího letounu poháněného některým z těchto dvou proudových motorů byly přitom pověřeny hned tři konstrukční kanceláře se zaměřením na vývoj stíhacích letounů, a to OKB A.S. Jakovleva, OKB S.A. Lavočkina a OKB MiG. Lavočkinova OKB, která se mezitím přesunula z prostor závodu č.21 z Gorkého do prostor moskevského závodu č.81, přitom na toto téma zpracovala projekty hned dvou letounů, a to projekt lehkého stíhače typu „150“ [Type 3] a projekt těžkého stíhače typu „160“ (1. s tímto označením). Zatímco prvně uvedený letoun počítal s jedním 900 kp motorem typu JUMO 004B (RD-10), pohon toho druhého měly obstarávat dva motory toho samého typu. Dvoumotorový typ „160“ byl ale již od počátku považován pouze za jakousi pojistku pro případ neúspěchu jednomotorového modelu „150“ [Type 3]. Jedním z důvodů jeho vzniku se stala obava z toho, že jeden motor typu JUMO 004B nebude schopen letounu typu „150“ [Type 3] zajistit požadované výkonnostní parametry. Lavočkin proto tento model opatřil poměrně slabou výzbrojí a malou zásobou paliva. Cenou za takto odlehčený drak se ale stalo nemalé snížení bojového potenciálu. Naproti tomu dvojice motorů typu JUMO 004B měla letounu typu „160“ zajistit nejen požadovanou výkonnost, ale i značnou nosnost. Díky tomu mělo být možné na jeho palubu umístit zároveň silnou výzbroj a objemné palivové nádrže. Z tohoto důvodu se těžké dvoumotorové stíhače staly velkou oblibou Lavočkinova přímého zástupce, S.M. Alexejeva. Právě ten se zasadil o vznik dvoumotorového modelu „160“. Práce na úvodních projektech obou zmíněných letounů, „150“ [Type 3] a „160“, se podařilo završit v dubnu roku 1945, tj. po pouhých dvou měsících od jejich započetí. Protože měl letoun typu „160“ primárně sloužit pro ničení bombardovacích letounů protivníka, již od počátku počítal s trojicí 23 mm kanónů typu NS-23 se zásobou 80 nábojů na hlaveň. Díky instalaci pohonných jednotek uvnitř křídleních gondol se v útrobách jeho trupu našel prostor pro 1 223 kg paliva. Toto množství paliva přitom mělo postačovat na 30 minut letu ve výšce 4 000 m max. rychlostí, která měla dle předběžných výpočtů činit 850 km/h. Kromě toho typ „160“ obdržel též jednomístnou přetlakovou pilotní kabinu a tříbodový podvozek ostruhového typu. S přihlédnutím na velmi omezené vývojové kapacity Lavočkinovi OKB bylo ale nakonec od realizace modelu „160“ zcela opuštěno. K tomuto rozhodnutí přitom nemalou mírou přispělo též jmenování S.M. Alexejeva, který byl hlavním iniciátorem projektu „160“, na post šéfkonstruktéra vlastní konstrukční kanceláře. Ta vešla ve známost jako OKB-21 a byla zřízena při závodu č.21 z Gorkého. Lavočkin přitom letoun typu „150“ [Type 3] pojal jako hornoplošník s poměrně krátkým doutníkovitým trupem plynule přecházejícím v nosník ocasních ploch, přímým křídlem a ocasními plochami uspořádanými do tvaru kříže. Pokročilý vývojový projekt tohoto stroje spatřil světlo světa v dubnu roku 1945. Krátce nato, v květnu toho samého roku, se konstrukční tým S.A. Lavočkina pustil do prací na výrobních podkladech. Současně byla v prostorách závodu č.81 zahájena kompletace technologické 1:1 makety. Stavbu zmíněné makety se přitom podařilo završit v červnu roku 1945. Protože kapacity podniku č.81 pro montáž prototypů zcela nepostačovaly, kompletaci všech pěti letounů typu „150“ [Type 3] ověřovací série dostal na starost jiný moskevský závod. Konkrétně přitom šlo o závod č.381, na jehož lince právě tehdy dobíhala produkce pístového stíhače typu La-7 (Fin). Termín předání prvního sériového „150“ [Type 3] byl přitom stanoven na 1. listopad roku 1945. Zatímco další dva sériové „150“ [Type 3] měly být předány do konce toho samého měsíce, termín dokončení montáže zbylých dvou těchto strojů byl stanoven na prosinec téhož roku. Lavočkinova OKB přitom příslušné výrobní podklady závodu č.381 předala na konci srpna roku 1945. Výrobní halu závodu č.381 nakonec ale opustily jen tři exempláře letounu „150“ [Type 3]. Konstrukční celky posledních dvou těchto strojů byly totiž předány závodu č.301 z Chimek u Moskvy, do kterého se mezitím přesunula ze zcela nevyhovujících prostor závodu č.81 celá Lavočkinova OKB. Jelikož závod č.381 neměl ani zkušenosti ani výrobní přípravky potřebné pro kompletaci letounů celokovové konstrukce, zmíněnou objednávku se tomuto podniku splnit ve stanoveném termínu nepodařilo. Do konce roku 1945 tak brány závodu č.381 opustil jen jeden neletový exemplář pro statické zkoušky. Další zdržení celého programu „150“ [Type 3] sebou přinesly výsledky statických zkoušek. V jejich průběhu se totiž zlomil nosník ocasních ploch. Ten proto musel být následně náležitě zesílen. Mezitím navíc vyšly nové pevnostní normy, které sebou přinesly přísnější požadavky. Zesílením proto musela projít též konstrukce křídla a ocasních ploch. Současně tento typ letounu obdržel novou VOP se zvětšenou plochou. Všechny výše uvedené úpravy se přitom podařilo závodu č.301 do konstrukce prvního letového prototypu letounu „150“ [Type 3] zavést až mezi květnem a červencem roku 1946. K závodním zkouškám, které probíhaly na letecké základně Žukovskyj, domovské základně zkušebního institutu LII, byl tento stroj předán dne 26. srpna 1946. Protože první vysokorychlostní pojížďku, která byla realizována 30. dne toho samého měsíce, sužovaly potíže s vyvážením, ještě před započetním vlastních letových zkoušek tento první letový exemplář letounu „150“ [Type 3] obdržel instalaci vyvažovací zátěže uvnitř přídě trupu. Svůj první let tento stroj vykonal dne 11. září téhož roku, tedy se značným zpožděním za prototypy konkurenčních proudových stíhačů v podobě letounů typu Jak-15 a MiG-9 (Fargo). Ty se totiž do oblak poprvé vydaly již dne 24. dubna 1946. Tomu dne 12. září téhož roku následovala objednávka na osm letounů ověřovací série. Protože se tyto stroje měly, spolu s nevelkou letkou konkurenčních letounů typu Jak-15 a MiG-9 (Fargo), zúčastnit tradiční letecké přehlídky, která se měla konat dne 7. listopadu 1946 na Rudém náměstí k příležitosti oslav Velké říjnové revoluce, termín jejich předání byl stanoven na 1. listopad téhož roku. Sovětské vedení totiž chtělo tímto způsobem před celým světem demonstrovat, že je SSSR taky schopen sériově vyrábět bojové letouny s proudovým pohonem. Vlastní přehlídky se ale mělo zúčastnit jen šest z nich. Se zbylými dvěma předsériovými letouny typu „150“ [Type 3] se počítalo pouze jako se zálohou pro případ, kdyby některý z těchto šesti strojů vyřadila z provozu nějaká technická závada. Zatímco čtyři z nich měl zkompletovat závod č.21 z Gorkého, stavba zbylých čtyř těchto strojů byla svěřena Lavočkinovu experimentálnímu závodu č.301 z Chimek u Moskvy (do tohoto počtu byl zahrnut i tehdy již dokončený první letový prototyp). Tento podnik přitom pro jejich kompletaci použil konstrukční celky dodané závodem č.381. Naproti tomu závod č.21 musel všechny objednané letouny zhotovit od základu nově dle technických podkladů dodaných závodem č.301. Přestože se výše uvedený požadavek jevil jako více než nerealistický, všech osm sériových exemplářů letounu „150“ [Type 3] se podařilo VVS odevzdat ve stanoveném termínu. Všechny toto stroje ale zcela postrádaly instalaci zásobníků kanónových nábojů, pancéřové ochrany pilotní kabiny, části palubního vybavení a kyslíkového systému. To si ale vyžádalo na jejich palubu 75 kg umístit vyvažovací zátěž. Nejméně dva sériové letouny typu „150“ [Type 3] byly opatřeny též trupovým číslem (rudá 21 a 33). Zkoušky sériových exemplářů letounu „150“ [Type 3] se rozeběhly dnem 1. listopadu 1946 a byly realizovány pod hlavičkou institutu LII a GK NII VVS (Státní zkušební institut vojenského letectva). Protože přepravu letounů typu „150“ [Type 3] z Gorkého do Moskvy nebylo možné provést za využití železnice, neboť bylo jejich křídlo řešeno jako jednodílné a navíc tvořilo jeden nedělitelný celek s trupem, nakonec sem tyto stroje musely být dopraveny po silnici na pro tento účel speciálně zhotovených tříkolových přívěsech. Ke dni 7. listopadu 1946, tedy ke dni, kdy se měla konat zmíněná přehlídka, si všech osm exemplářů letounu „150“ [Type 3] stihlo na své konto připsat celkem 67 cvičných letů. Do tohoto počtu jsou přitom započteny i skupinové lety v různých formacích. Protože letové zkoušky prvního prototypu sužovaly potíže se samovolným otevíráním šachet podvozku při rychlostech okolo 650 km/h (v důsledku nasátí mezní vrstvy vzduchu), v průběhu listopadové přehlídky na Rudém náměstí se nemělo s letouny typu „150“ [Type 3] létat rychleji než 600 km/h. Současně byl k této příležitosti stanoven limit přetížení 3 g. Protože musela být tato přehlídka nakonec kuli špatnému počasí zcela zrušena, svůj veřejný debut si letoun typu „150“ [Type 3] odbyl až v květnu roku 1947 a tradiční prvomájové přehlídce. Na programu závodních zkoušek, které se rozeběhly na podzim roku 1946, se podílelo celkem pět exemplářů letounu „150“ [Type 3]. Zatímco tři z nich byly vyhrazeny pro zkoušky zaměřené na stanovení výkonnostních charakteristik, za pomoci dalšího se prověřovala stabilita a ovladatelnost, zkoušky dalšího byly zaměřeny na stanovení spotřeby paliva a doletu. Závodní zkoušky letounu „150“ [Type 3] se ale nakonec, zejména kuli špatnému počasí, nepodařilo završit dříve než dne 27. dubna 1947. Protože byla příčná stabilita letounu typu „150“ [Type 3] shledána za nadměrnou, později tento stroj obdržel směrem dolů skloněné winglety. Současně bylo sníženo aerodynamické vyvážení výškovky. Změn doznal též systém pro nouzové vysouvání podvozku. V reakci na výše uvedené problémy se samovolným otevíráním podvozkových dvířek byla navíc zavedena nová podvozková dvířka se zesílenou konstrukcí. Hlavním kamenem úrazu pro letoun typu „150“ [Type 3] se ale stal motor typu RD-10. Tah těchto pohonných jednotek se totiž kus od kusu znatelně lišil, což sebou přinášelo nemalé komplikaci při zkouškách zaměřených na stanovení max. rychlosti. Kromě toho tyto pohonné jednotky vykazovaly velmi malou životností (cca 25 letových hodin) a navíc se díky nízké spolehlivosti řídící jednotky často přehřívaly. Jenom v průběhu zkoušek prvního prototypu letounu „150“ [Type 3] se proto podařilo odepsat čtyři motory tohoto typu. Zatímco s prvním motorem typu RD-10 tento stroj zaostával za technickým zadáním o 80 až 100 km/h, instalací druhého motoru toho samého typu se podařilo tento skluz za zadáním snížit na 50 až 70 km/h. Kýžených výkonnostních parametrů tento letoun dosahoval teprve až se třetím motorem typu RD-10. Do konce dubna roku 1947 všech osm exemplářů letounu „150“ [Type 3] vykonalo dohromady 115 zkušebních letů. Pod vlastní program závodních zkoušek jich bylo přitom z tohoto počtu započteno celkem 48. Za jejich knipl kromě 14-ti pilotů VVS zasedli též 3 závodní piloti Lavočkinovi OKB a 3 piloti institutu LII. Mezitím, v březnu roku 1947, jeden z prototypů tohoto stroje prošel zkouškami zaměřenými na stanovení úrovně zamoření kokpitu výpary paliva. Zmíněné zkoušky přitom představovaly přímou reakci na problémy s průnikem dráždivých palivových výparů do pilotní kabiny, které sužovaly všechny sovětské stíhací letouny první generace, a probíhaly v režii institutu GK NII VVS. Tyto nežádoucí výpary přitom vznikaly zahříváním paliva a oleje vlivem chodu pohonné jednotky, který zatekl při plnění nádrží, kam neměl. Konstruktéři letounu „150“ [Type 3] zmíněný problém vyřešili zavedením systému pro odvětrávání prostoru kolem pohonné jednotky, který využíval venkovní vzduch přiváděný štěrbinovými lapači vzduchu umístěnými na břichu motorové kapoty, a v neposlední řadě též vestavbou hermeticky utěsněné přepážky přímo za pilotní prostor. Protože se podmínkou předání letounu typu „150“ [Type 3] ke státním zkouškám stalo odstranění problémů se stabilitou a ovladatelností, do konstrukce jednoho ze sériových exemplářů tohoto stroje byla následně vnesena celá řada změn. Ty se přitom dotkly zejména křídla, pilotní kabiny a palivového systému. Takto speciálně pro potřeby programu státních zkoušek modifikovaný letoun typu „150“ [Type 3] přitom vešel ve známost pod továrním kódem „150M“. Jeho zkoušky ale jenom potvrdily bezperspektivnost tohoto typu letounu. Typ „150“ [Type 3] byl totiž již od počátku terčem kritiky ze strany VVS, a to kuli špatné směrové stabilitě, příliš stísněnému kokpitu, absenci vytápění a ventilace kokpitu, obtíženému přístupu k pohonné jednotce, zejména pak ke startéru (který navíc často sužovaly poruchy), špatné ovladatelnosti při přistávacím manévru, malé zásobě paliva (posledních 30 až 32 l paliva navíc nebylo vůbec možné využít), absenci palivoměru a v neposlední řadě též kuli slabé hlavňové výzbroji. Kromě toho za svým největším konkurentem v podobě letounu typu MiG-9 (Fargo) znatelně zaostával z hlediska letových výkonů.

Popis (model „150“):  Lehký jednomístný frontový stíhací letoun typu „150“ byl řešen jako jednomotorový celokovový hornoplošník s přímým křídlem a klasicky koncipovanými ocasními plochami. Trup tohoto stroje měl doutníkovitý profil a svou zadní partií plynule přecházel ve štíhlý nosník ocasních ploch. Přímo na jeho přídi se nacházel kruhový lapač vzduchu pohonné jednotky. Ten byl rozdělen vertikální dělící přepážkou na dva samostatné vzduchové kanály. Přímo mezi nimi se pak nacházel jednomístný kokpit. Pilotní kabina letounu „150“ byla opatřena vystouplým třídílným polokapkovitým průzračným překrytem, který se sestával z pevného čelního štítku, výklopné (směrem doprava) střední části a pevné zadní části, a pilotovi poskytoval výborný výhled směrem dopředu přes příď trupu. Ochranu pilota kromě 60 mm neprůstřelného skla, které bylo včleněno do pevného čelního štítku průzračného překrytu, zajišťovala též 8 mm čelní pancéřová deska spolu s 4 mm postranními pancéřovými deskami a 16 mm pancéřovým záhlavníkem. Přímo za pilotním prostorem se nacházela instalace pohonné jednotky v podobě 900 kp proudového motoru typu RD-10 (kopie německého typu JUMO 004B). Zmíněný motor zaujímal sklon pod úhlem 3° a využíval výše uvedený kruhový lapač vzduchu, který se nacházel na přídi trupu, a kruhovou trysku. Kruhová tryska motoru RD-10 byla zase umístěna pod střední částí trupu, přímo pod štíhlým nosníkem ocasních ploch. Ochranu duralového potahu břicha ocasního nosníku před horkými výtokovými motorovými plyny obstarávaly 1,5 mm pláty zhotovené ze žáruvzdorné oceli. Přímo mezi zmíněnými ochrannými pláty a vlastním potahem se navíc nacházela úzká štěrbina, skrz kterou protékal chladný venkovní vzduch. Součástí palivového systému letounu „150“ se kromě šesti integrálních trupových palivových nádrží, které obklopovaly instalaci pohonné jednotky, staly též dvě pružné palivové nádrže. Ty se zase nacházely uvnitř střední části křídla. Jednodílné hornoplošně uspořádané přímé křídlo letounu „150“ bylo integrální se střední částí trupu a vyznačovalo se nulovým vzepětím. Jeho mechanizaci tvořily vztlakové klapky a křidélka. Ocasní plochy tohoto stroje se sestávaly z jedné zakulacené svislé plochy (SOP), která byla integrální se štíhlým ocasním nosníkem, a jedné lichoběžníkové vodorovné plochy (VOP) a zaujímaly vzájemné uspořádání do tvaru kříže. VOP byla tehdy uchycena k bokům SOP. Zatímco na odtokové hraně SOP se nacházelo směrové kormidlo, odtokovou hranu VOP zaujímala po celém rozpětí výšková kormidla. Vzletové a přistávací zařízení letounu „150“ tvořil zatahovatelný pevný kolový podvozek příďového typu. Zatímco 400 x 150 mm kolo příďového podvozku se zasouvalo (po směru letu) do břicha přídě trupu, přímo pod podlahu pilotní kabiny, 680 x 150 mm kola hlavního podvozku se zatahovala (proti směru letu) do boků střední části trupu v oblasti pod křídlem. Výzbroj letounu „150“ se sestávala ze dvou 23 mm kanónů typu NS-23 se zásobou 75 nábojů vestavěných do boků spodní poloviny přední části trupu.

Verze:

150 [‘Type 3’] – základní modifikace letounu „150“ s instalací 900 kp motoru typu RD-10. Tento model vznikl v počtu osmi exemplářů.

150M – pokročilá modifikace letounu „150“ s modifikovaným křídlem a pilotní kabinou a větší vnitřní zásobou paliva. Jediný exemplář letounu „150M“ vznikl přestavbou jednoho z prototypů modelu „150“ a letovými zkouškami prošel mezi 24. červencem a 5. srpnem roku 1947. viz. samostatný text

150F – pokročilá modifikace letounu „150M“ s instalací silnějšího motoru typu RD-10F. Tento derivát motoru typu RD-10 byl díky instalaci komory přídavného spalování schopen podávat po dobu 10-ti min tah až 1 140 kp. Jediný exemplář letounu „150F“ vznikl přestavbou jednoho z prototypů modelu „150“ a letovými zkouškami prošel mezi 25. červencem a 5. zářím roku 1947. viz. samostatný text

Vyrobeno:  osm letových a jeden neletový prototyp pro statické zkoušky

Uživatelé:  žádní

Lavočkin 150

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden proudový motor typu Klimov RD-10 (kopie německého typu Junkers JUMO 004B) s max. tahem 900 kp

Radar:        žádný

Vybavení:   - zaměřovací: jeden střelecký zaměřovač (jeho instalace se nachází uvnitř pilotní kabiny)

                    - obranné: identifikační systém „vlastní-cizí“ typu SČ-3M

Výzbroj:     dva 23 mm kanóny typu NS-23 se zásobou 75 nábojů na hlaveň, vestavěné do boků spodní poloviny přídě trupu

Poslední úpravy provedeny dne: 27.6.2013