МАССОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Согласно приказу НКАП от 9 декабря 1940 г. серийное производство ЛаГГ-3 предполагалось организовать параллельно на пяти предприятиях: первыми должны были его начать заводы № 21 в Горьком (ныне Нижний Новгород), № 31 в Таганроге и № 23 в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург). Гудкова оставили в Химках, назначив главным конструктором ОКБ-301 (там он занялся истребителем Гу-1, повторявшим компоновку американской «Аэрокобры»), Горбунова направили помогать освоению выпуска в Таганрог, а Лавочкина с той же целью — в Ленинград. Но пробыл Лавочкин там недолго, вскоре ему приказали выехать в Горький и возглавить опытное производство на заводе № 21, ставшем головным по выпуску новых истребителей. В декабре 1940 г. Семён Алексеевич прибыл туда с частью коллектива ОКБ-301.
Первым налаживать серийное производство истребителей начал ленинградский завод № 23. На декабрь 1940 г. предприятию запланировали выпуск пяти ЛаГГ-1. Фактически же серийные машины стали покидать заводские цеха в следующем году уже в варианте ЛаГГ-3. Первый самолёт вышел на аэродром в феврале 1941 г. До эвакуации ленинградцы смогли сдать заказчику лишь 65 истребителей.
С января 1941 г. производство ЛаГГ-3 развернулось в Горьком. Параллельно там продолжали строить И-16. ЛаГГ-3 считался цельнодеревянной машиной (при этом лонжероны, носки крыла и некоторые мелкие детали изготавливались из дельта-древесины), исключение составляли металлические каркасы рулей высоты и поворота, обтягивавшиеся перкалем. Из-за этого заводу пришлось несколько перестроить производство. Дело в том, что на ранее выпускавшемся истребителе И-16 (тип 29) 10 % приходилось на деревообработку, а 32 % — на изготовление деталей и агрегатов из алюминиевых сплавов. При освоении ЛаГГ-3 (именовавшемся на предприятии «тип 31») всё было наоборот. Свыше трети объёма производства занимали деревянные узлы, и лишь 12 % — дюралюминиевые.
Первый серийный самолёт, собранный в Горьком, был поднят в воздух 23 января лётчиком Никашиным. На машине выявили столько дефектов, что военную приёмку она прошла только 24 февраля. Один из первых истребителей, изготовленных заводом № 21, использовали для совместных испытаний. Для быстроты их проводили прямо на заводском аэродроме. В начале 1941 г. в Горький выехала бригада НИИ ВВС во главе с ведущим инженером М. И. Таракановским. Ведущим лётчиком был А. И. Никашин. Испытания завершились в апреле. В заключении отчёта отмечалось, что штопор до двух витков с недобранной ручкой и пикирование до приборной скорости 700 км/ч безопасны. Опять рекомендовалось устранить выявленные ранее недостатки. А что мог предложить НИИ, если решение о принятии на вооружение нового истребителя принималось Политбюро!
На первомайском параде 1941 г. в Москве запланировали показ 50 истребителей ЛаГГ-3, однако к 22 апреля в наличии имелось лишь 20, к тому же не лишённых производственных дефектов, самолётов. У них на стоянке самопроизвольно складывались костыли и основные стойки шасси, отказывали тормоза. Причина крылась в подтекании жидкости из гидросистемы. Кончилось тем, что костыли просто законтрили в выпущенном положении. До праздника оставалось чуть больше недели, и промышленность делала всё, вплоть до грубых отклонений от технологии производства, лишь бы эти машины пролетели над Красной площадью. А потом их снова дорабатывали, превращая из парадных в боевые.
Завод № 21 торопился войти в весьма жёсткий график поставок. Из-за спешки в ходе серийного производства качество изготовления самолётов постоянно ухудшалось. Плохая внешняя отделка, переход к неубирающемуся костыльному колесу и установка мачты радиоантенны заметно ухудшили лётные данные.
Долго не могли определиться с составом вооружения ЛаГГ-3. Это было связано с дефицитом авиационных пушек и крупнокалиберных пулемётов, а также со стремлением сочетать огневую мощь с достаточно высокими лётными данными (для чего истребитель всячески пытались облегчить). Поскольку пушку МП-6 забраковали, её решили заменить третьим крупнокалиберным пулемётом. В связи с этим завод № 21 первые три серии ЛаГГ-3 комплектовал четырьмя синхронными пулемётами ШКАС и БС (по паре тех и других) и одним пулемётом БК, стоявшим в развале мотора. С 76-й машины 3-й серии БК заменили на 20-мм пушку ШВАК, но для снижения веса убрали один БС (с правой стороны).
В первом полугодии завод № 21 выпустил 214 машин (менее половины запланированных). Не все они дошли до строевых полков, поскольку часть самолётов осталась в распоряжении ОКБ и НИИ ВВС.
В феврале 1941 г. к выпуску нового истребителя подключились заводы № 31 в Таганроге (там первый самолёт поднялся в воздух 23 февраля) и № 165 в Ростове, а в мае — завод № 153 в Новосибирске. Однако все они сдавали машин меньше, чем одно предприятие в Горьком. В марте нарком Шахурин предложил развернуть изготовление ЛаГГ-3 ещё и на заводе № 600 в Урумчи (Китай), но эта идея не нашла поддержки в правительстве.
В результате доработок и устранения наиболее важных дефектов вес пустого самолёта постоянно возрастал, а время от времени выявлялись всё новые недостатки. Так, за неделю до начала войны ЛаГГ-3 преподнёс неожиданный сюрприз. На самолёте, пилотируемом К. А. Груздевым, в полёте сорвало фонарь кабины, что чуть не закончилось катастрофой. Опять последовали переделки и испытания.
Машины выпуска первой половины 1941 г. были тяжелее опытного образца примерно на 70 кг. Соответственно максимальная скорость упала до 550–555 км/ч, ухудшились скороподъёмность и манёвренность. Несколько снизилась и дальность полёта. Чтобы улучшить лётные данные, решили частично пожертвовать запасом горючего. На самолётах 7-й серии ёмкость каждого бака в консолях уменьшили на 40 л. Суммарный запас теперь составлял не 410, а 340 л.
Такая машина (№ 3121715) в августе — сентябре 1941 г. прошла контрольные испытания в НИИ ВВС. На ней в развале мотора установили пушку ШВАК с боезапасом 150 патронов, в передней части фюзеляжа располагались синхронный БС с 200 патронов и пара ШКАСов с общим запасом 1300 патронов. Лётчика защищала 8,6-мм бронеспинка, а протектированные бензобаки имели систему заполнения нейтральным газом. Усовершенствованный мотор М-105ПА отличался беспоплавковым карбюратором, лучше работавшем при манёврах с отрицательными перегрузками; мощность его осталась той же, что у М-105П. Имелась радиостанция РСИ-4. На основных стойках шасси поставили более крупные колёса размером 650 х 200 мм, что, безусловно, улучшило проходимость машины по раскисшему грунту.
При весе 3280 кг максимальная скорость истребителя не превышала 549 км/ч, что было связано с ухудшением аэродинамики самолёта. Чтобы привести в норму температурный режим работы мотора, конструкторы увеличили угол отклонения створки водяного радиатора. Переднюю кромку крыла исказили «наплывы», появившиеся из-за большего размера колёс. Отрицательно повлияли также вынужденный отказ от уборки костыля и введение наружных балансиров руля поворота. Вдобавок в полёте нередко отсасывало плохо подогнанные посадочные щитки.
Чтобы снизить вес и всё-таки поднять лётные данные до приемлемого уровня, с 11-й серии от консольных баков отказались совсем, пожертвовав дальностью полёта ради скорости. При необходимости рассчитывали использовать подвесные баки, но фактически их установили только на небольшой серии истребителей для морской авиации, изготовленной в Горьком в сентябре 1941 г. Чуть раньше, с 81-го самолёта 10-й серии, перестали монтировать пулемёты ШКАС. После этого ЛаГГ-3 утерял преимущество в секундном залпе по сравнению с более лёгким Як-1. Вскоре ликвидировали и уже ненужные обтекатели ШКАСов.
С 12-й серии (с 97-й машины) на истребителе предусмотрели подвеску восьми реактивных снарядов РС-82. При этом существовало опасение, что деревянная обшивка крыла может пострадать от воздействия струй раскалённых газов. Поэтому сначала попробовали установить снизу тонкую металлическую обшивку, затем начали экспериментировать с огнеупорным полотном. В сентябре 1941 г. в НИИ ВВС завершились испытания доработанного ЛаГГ-3 4-й серии с восемью реактивными снарядами РС-82 под крылом. По сравнению с истребителем № 3121715, этот самолёт за счёт вооружения потяжелел на 220 кг. Увеличение аэродинамического сопротивления и веса машины повлекли за собой ухудшение лётных данных. Так, скорость в зависимости от высоты снизилась на 30–36 км/ч, потолок — на 300 м, хотя на скороподъёмность дополнительное вооружение почти не повлияло. В то же время, как говорилось в отчёте об испытаниях, «при испытаниях выявлена равноценная стойкость предохранительного покрытия нижней поверхности отъёмных частей крыла, как огнеупорным полотном, так и дюралевым листом 0,5 мм толщиной». Это обстоятельство позволило отказаться от металлической обшивки, кстати, закрывавшей собой посадочную фару.
На последующих сериях ЛаГГ-3 предусматривали подвеску не восьми, а шести РС-82. Надо сказать, что реактивное вооружение вообще не получило на этих истребителях широкого распространения.
Упомянутый выше самолёт имел ещё одно интересное отличие. В фюзеляже, по инициативе и при непосредственном участии НИИ ВВС (прежде всего техника-испытателя И. В. Жулева), за кабиной пилота сделали люк. Задуманный для перевозки грузов весом до 80 кг, облегчения осмотра, а также ремонта внутрифюзеляжных коммуникаций, в годы войны он послужил и на ином поприще. Размеры люка позволяли свободно забраться в фюзеляж человеку; последнее обстоятельство уберегло от плена многих лётчиков, сбитых над территорией противника и вывезенных оттуда товарищами.
Испытания в ЛИИ в сентябре другого серийного истребителя показали, что скорость, по сравнению с опытным образцом, снизилась на 51 км/ч. Возник вопрос — каковы же основные причины этого? Самолёт № 31211062 подвергли специальной доработке, внеся много мелких изменений, улучшающих аэродинамику и работу мотоустановки. В октябре 1941 г. лётчик-испытатель Шемятинков облетал эту машину. При полётном весе 3117 кг, с убранным костылём и полностью закрытым водорадиатором на высоте 4960 м на этом самолёте получили скорость 580 км/ч, а время набора 5000 м — 6,7 мин. Для серийных ЛаГГ-3 выпуска 1941 г. это были наилучшие показатели. Большинство опробованных на самолёте № 31211062 новинок решили постепенно внедрить в серию. Но несмотря на все старания конструкторов, ЛаГГ-3 продолжал уступать по лётным данным как истребителям противника, так и яковлевскому Як-1, поступавшему в ВВС во всё больших количествах.
При этом качество серийной продукции продолжало ухудшаться. Место квалифицированных рабочих заняли женщины и подростки. Остро не хватало материалов, полуфабрикатов и различных элементов оборудования и вооружения. Падало качество комплектующих, поставлявшихся смежными предприятиями. Всё это сказывалось на лётных данных истребителей.
Контрольные испытания, проведённые весной 1942 г. в НИИ ВВС, показали, что хотя полётный вес машины № 3121232, укомплектованной только пушкой ШВАК и пулемётом БС, уменьшился на 230 кг, максимальная скорость снизилась до 539 км/ч.
Планер ЛаГГ-3, проектировавшийся в расчёте на мощный мотор М-106, был слишком тяжёл для М-105П. Самолёту явно не хватало тяговооружённости. Несоответствие взлётного веса самолёта мощности двигателя М-105 проявилось уже в первых полётах, и коллектив конструкторского бюро делал всё возможное, чтобы привести в соответствие машину и её мотоустановку. С одной стороны, искали пути облегчения планера, с другой — изучали возможности монтажа альтернативных двигателей. В плане опытных работ завода № 21 на 4-й квартал 1941 г. значились два истребителя с моторами М-107П, самолёты с нагнетателем Трескина и высотной кабиной, а также вариант ЛаГГ-3 со звездообразным мотором воздушного охлаждения М-82, разработанный под руководством М. И. Гудкова.
Машина с двигателем М-107П должна была иметь посадочную скорость 140 км/ч, максимальную — не ниже 660 км/ч на высоте 6000 м; время набора высоты 5000 м — 5,5 мин, практический потолок — 11 000 м и дальность — 1000 км. Кроме пушки калибра 23 мм, в состав вооружения планировалось включить по паре пулемётов БС и ШКАС.
Первый опытный образец самолёта с двигателем М-107П построили ещё во 2-м квартале 1941 г., но лишь 8 августа приказом НКАП лётчиком-испытателем этой машины назначили Г. А. Мищенко. До конца года успели определить лётные характеристики до высоты 4500 м. С оснащением ЛаГГ-3 мотором М-107 явно поторопились, поскольку двигатель работал в очень напряжённом тепловом режиме, а для его охлаждения не хватало площади ни водяных, ни масляных радиаторов. Более того, обнаружился задир поршней и ряд других дефектов самого мотора. К лету 1942 г. стало ясно, что двигатель ещё нужно доводить, и все работы по установке М-107 на самолёты отложили до лучших времён.
Постройку ЛаГГ-3 с высотной кабиной прекратили в связи с эвакуацией завода № 482, который должен был её изготовить, а вот двухскоростной нагнетатель Трескина действительно установили на самолёт и облетали в 1-м квартале 1942 г. В ходе заводских испытаний нагнетатель заменили на трёхскоростной типа Э-42А, успев снять лётные характеристики лишь на двух его скоростях.
Сразу после начала войны планы всем заводам резко увеличили. При этом реально основная тяжесть легла на горьковский завод № 21. С сентября 1941 г. началась эвакуация предприятий из Ленинграда и Таганрога. Завод № 23 при этом был поглощён другим, и изготовление ЛаГГ-3 с сентября прекратил. Из Таганрога оборудование и рабочих перебросили в Тбилиси, но требовалось время для развёртывания производства. В Новосибирске параллельно с ЛаГГ-3 делали Як-7. Так что все эти предприятия, по сравнению с горьковским заводом, вносили очень небольшой вклад в поставки самолётов фронту. Завод № 21 на некоторое время стал вообще самым мощным предприятием в стране по выпуску истребителей. До конца 1941 г. он сдал 1445 ЛаГГ-3. Среди них 20 самолётов были вооружены пушками АП-37 (Ш-37) калибра 37 мм и ещё пять — различными пушками меньшего калибра, включая МП-6, ВЯ-23 и опытную пушку конструкции Салищева — Галкина. В единственном экземпляре построили двухместный пассажирский ЛаГГ-3 (№ 312129).
Неудовлетворительные лётные данные истребителя привели к тому, что его выпуск начали сворачивать. В январе 1942 г. вышло постановление ГКО о снятии машины с производства в Новосибирске. Начиная с декабря 1941 г. периодически рассматривался вопрос о прекращении сборки ЛаГГ-3 и в Горьком.
Правда, после возвращения из эвакуации в апреле 1942 г. завода № 301, там, наряду с ремонтом доставленных с фронта машин, выпустили небольшую партию новых ЛаГГ-3, но серьёзного влияния на его производство в целом это не оказало.
Лавочкин боролся за свою машину, сделав упор на повышение тяговооруженности. Путей существовало два: использовать усовершенствованные варианты проверенного М-105 или переходить на принципиально иной двигатель. Работали по обоим направлениям.
Кстати, недостаточная мощность М-105 сдерживала улучшение лётных характеристик не только ЛаГГ-3, но и яковлевских истребителей. В начале 1942 г. по инициативе НИИ ВВС и ОКБ А. С. Яковлева мотор форсировали по наддуву. За счёт некоторого снижения высотности удалось поднять взлётную мощность с 1020 до 1210 л.с., а номинальную с 1100 л.с. на высоте 2000 м до 1260 л.с. на 700 м. Эта добавка оказалась весьма существенной. ЛаГГ-3 с М-105ПФ мог летать на 25–28 км/ч быстрее.
Вторым направлением стал переход на значительно более мощный М-82. Приспособить этот двухрядный звездообразный двигатель воздушного охлаждения к планеру ЛаГГ-3 представляло собой определённую проблему. Этот путь привёл позднее к появлению весьма удачного истребителя Ла-5.
Но наркомат не хотел ждать. 8 апреля 1942 г. вышел приказ о переводе завода № 21 на выпуск Як-7. Конструкторское бюро Лавочкина должно было перебраться в Тбилиси, где собирались продолжать выпуск ЛаГГ-3. Однако ещё в марте начал летать опытный образец будущего Ла-5 (называвшийся тогда ЛаГГ-3 М-82). Удачно пройдя государственные испытания, он был запущен в серийное производство.
Решение о переходе на Як-7 отменили. Завод № 21 продолжил выпуск ЛаГГ-3. В цехах их постепенно вытесняли Ла-5, для которых использовали уже готовые планеры с доработкой фюзеляжа. При этом ГКО постановлением от 19 мая 1942 г. обязал заводы № 21 и № 31 не позднее 25 мая перейти на выпуск ЛаГГ-3 только с моторами М-105ПФ. Согласно другому постановлению, от 7 июня 1942 г., завод № 21 должен был строить ЛаГГ-3 с автоматическими предкрылками и убирающимся костыльным колесом, а также с улучшенной компенсацией элеронов и рулей высоты. Выпуск первых усовершенствованных машин требовалось начать с 1 июля, но завод, занятый переходом на Ла-5, эти распоряжения фактически не выполнил: на 12 июля заказчик принял лишь семь ЛаГГ-3 с предкрылками. В том же месяце завод построил ещё 30 таких же машин и подготовил к сдаче столько же, но без предкрылков.
Все самолёты двух последних серий, 28-й и 29-й, сдававшихся в Горьком летом 1942 г., имели моторы М-105ПФ. Общий выхлопной коллектор заменили тремя сдвоенными патрубками. Консольные бензобаки восстановили. Вооружение соответствовало «облегчённому» варианту: одна пушка ШВАК и один пулемёт БС. В соответствии с приказом НКАП от 13 июля директору завода № 293 Болховитинову и главному конструктору М. И. Гудкову поручили установку на ЛаГГ-3 новой 20-мм пушки Березина, но из этого ничего не вышло.
Завод № 21 полностью перешёл на выпуск Ла-5, на которые истратили весь оставшийся задел планеров. Ещё почти полгода новые истребители представляли собой переделку недостроенных ЛаГГ-3.