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Los cazas "Yak" en la Gran Guerra Patriotica

 

Yak-3PD con VK-105PD y VK-105PV

 

Los aviones Yak-3 con motores VK-105PD y VK-105PV eran las modificaciones de los Yak-3 VK-105PF2 de serie y eran destinados a vuelos a gran altitud.

 

El Yak-3PD con el motor VK-105PD

[Archivo del OKB A.S. Yákovlev, NN 13G-4, -5, -6.].

 

En abril de 1944 el OKB de A.S. Yákovlev preparó el proyecto preliminar para el caza-interceptor de gran altitud, con alta maniobrabilidad vertical y horizontal. Se diferenciaba del Yak-3 de serie por su motor M-105PD dotado de un supercompresor de dos etapas y pequeñas modificaciones en el grupo hélice-motor.

 

Su armamento estaba compuesto por dos cañones aligerados: 1 cañón-motor de 20mm y otro sincronizado de 20mm, con 150 proyectiles para cada uno. Los datos calculados eran:

 

- masa de vuelo: 2.650kg;

- techo práctico: 12.900m;

- velocidad máxima a nivel de suelo: 540km/h;

- velocidad máxima a 5.000m de altitud: 656km/h;

- velocidad máxima a 10.800m de altitud: 715km/h;

- tiempo de ascenso hasta 5.000m de altitud: 4,8 minutos;

- tiempo de ascenso hasta 10.000m de altitud: 10,8 minutos.

 

El diseño en detalle de esta versión con el motor VK-105PD comenzó en otoño de 1944. Los datos calculados fueron precisados:

 

- masa de vuelo: 2.580kg;

- techo práctico: 12.500m;

- velocidad máxima a 10.800m de altitud: 715km/h.

 

Para efectuar las pruebas se modificó el Yak-3 ¹36-20, en el cual a finales de enero de 1945 sustituyeron el motor y aligeraron su estructura. El piloto M.I. Ivanov realizó dos vuelos de prueba de corta duración para probar su grupo hélice-motor en el Aeródromo Central: el primero el 5 de febrero (con la hélice SV-02) y el segundo el 18 de febrero (con la hélice L-2). A efectos prácticos la masa de vuelo era de 2.616kg (con 270kg de combustible). El avión alcanzó una altitud de vuelo de 9.000m a partir de la cual la presión de gasolina cayó hasta cero. A estas altitudes el motor funcionaba con interrupciones. El 19 de febrero M.I. Ivanov trasladó el avión al LII para continuar con las posteriores pruebas y para ejecutar mejoras necesarias.

 

Entre el 20 de febrero y el 5 de mayo de 1945 el Yak-3 ¹1012-43 con el motor VK-105PD de la fábrica ¹466, dotado de supercompresor de dos etapas E-100 (relación de transmisión = 9,72) estuvo pasando las pruebas de vuelo y estaba sometido a las mejoras en el LII.

 

Acorde al informe del LII, el avión tenía siguientes particularidades:

 

- área alar incrementado en 0,5m2 gracias al aumento de la envergadura en 0,6m;

 

- instalada la hélice experimental VISh-105L-2 con 3,0m de diámetro y con palas pulidas (masa de la hélice 127,2kg);

 

- tubo de admisión del motor ubicado debajo del fuselaje por delante del túnel del radiador de agua;

 

- motor dotado de sistema de inyección de la mezcla de alcohol (50%) y agua (50%) entre las etapas del supercompresor para reducir la temperatura del aire tras el supercompresor;

 

- armamento compuesto por un cañón-motor NS-23 con 60 proyectiles.

 

La masa de vuelo era de 2.616kg con las siguientes cargas útiles:

 

- piloto: 90kg;

- gasolina: 270kg;

- mezcla de inyección: 22kg;

- aceite: 30kg;

- munición: 23,1kg.

 

Entre el 23 de febrero y el 3 de mayo se realizaron 18 vuelos (el piloto S.N. Anójin, ingeniero en jefe E.F. Schwarzburg). En una ocasión se reemplazó el motor debido a la aparición de virutas en el filtro de aceite y al fallo del turbomanguito. Las pruebas se interrumpían con frecuencia debido al funcionamiento del grupo hélice-motor poco fiable.

 

Funcionando el motor al régimen nominal (pk = 1.050mm Hg, n = 2.550rpm) las velocidades máximas con las tapas de los radiadores en posición “por la corriente” eran:

 

- a nivel de suelo: 503km/h;

- a 3.100m de altitud (1ª frontera de altitud): 573km/h;

- a 10.850m de altitud (2ª frontera de altitud): 692km/h.

 

Se alcanzó la altitud de 11.500m. Al medir las velocidades ascensionales se obtuvieron los siguientes datos:

 

- techo práctico: 13.000m;

- tiempo de ascenso hasta 5.000m: 5,7min;

- tiempo de ascenso hasta 10.000m: 13,2min (dos veces menos que en el Yak-3 VK-105PF2).

 

Se determinó que en vuelo horizontal por encima de los 10.000m con el motor funcionando en régimen nominal y con las tapas de los radiadores de agua y aceite completamente abiertas la temperatura del agua salía de los límites permitidos y se detectaron interrupciones periódicas del funcionamiento del motor.

 

Debido a la imposibilidad de lograr el correcto funcionamiento del motor, el 14 de mayo se decidió finalizar la primera etapa de las pruebas.

 

Yak-3PD con el motor VK-105PV

[Archivo del OKB de A.S. Yákovlev, NN 13A-OKB-3; 13G-1, -2, -3; TsAMO, f. 35, op. 11287, d. 3471.]

 

 

Para crear esta modificación se tomó el avión de serie Yak-3 VK-105PF ¹44-19 de la fábrica ¹292. Este avión anteriormente estuvo sometido a modificaciones en el OKB y estuvo pasando las pruebas de fábrica como patrón del Yak-3 para el año 1945. Entre el 20 y 28 de septiembre de 1944 se le reemplazó el motor, instalando el M-105PV ¹7327-43, la hélice VISh-105TL-2, así como se le incorporaron diversas modificaciones en el grupo hélice-motor y se le hicieron reparaciones y el pintado de las superficies.

 

La masa de vuelo se redujo de 2.685 a 2.678, el centrado se desplazó de 24,9 a 25,3% de la cuerda aerodinámica media.

 

Las pruebas de fábrica se efectuaron entre el 29 de septiembre y 7 de octubre de 1944 (el piloto V.L. Rastorguev, el ingeniero en jefe A.N. Kanukov, el técnico N.I. Makeev). El objetivo de estas pruebas fue verificar el funcionamiento del nuevo motor dotado del supercompresor experimental y determinar las velocidades máximas en función de altitudes y también las velocidades ascensionales (se determinaban en altitudes de hasta 6.500m). Entre el 3 y 7 de octubre se realizaron 6 vuelos con una duración total de 2 horas 48 minutos primero con la hélice VISh-105TL-2 y luego con la VISh-105SV-01 (fabricada en serie). Se obtuvieron las siguientes velocidades máximas:

 

- a 5.525m de altitud (2ª frontera de altitud): 656km/h;

- a nivel de suelo: 554km/h;

- a 2.800m de altitud (1ª frontera de altitud): 617km/h.

 

Debido al funcionamiento inestable del motor se decidió enviar el avión al LII para continuar con las pruebas y para mejorar el motor.

 

El Yak-3 VK-105PV ¹1006-43 con el supercompresor E-100 estuvo pasando las pruebas en el LII entre junio y julio de 1945 (el piloto I.I. Shuneyko, los ingenieros en jefe E.F. Schwarzburg y A.V. Evdokímov, de parte del OKB el ingeniero en jefe K.N. Mkrtychan) [Este fue el avión que anteriormente estuvo pasando las pruebas en el LII entre el 20 de febrero y el 5 de mayo (sustituyendo el motor “PD” por el “PV”).]. El objetivo de estas pruebas fue determinar la velocidad máxima en la 2ª frontera de altitud y el techo del avión.

 

Las pruebas se llevaron a cabo con armamento instalado (un cañón-motor NS-23) y munición completa (60 proyectiles) con la masa de vuelo de 2.625kg y la carga de 448kg:

 

- piloto: 90kg;

- gasolina: 270kg;

- mezcla de inyección: 25kg;

- aceite: 30kg;

- munición: 33kg.

 

El área alar en comparación con el área del avión de serie Yak-3 se incrementó en 0,5m2 gracias al aumento de la envergadura alar en 0,6m.

 

Antes de comenzar las pruebas, en el LII se efectuaron los siguientes trabajos:

 

- montado el sistema de traspaso de aire del supercompresor a la atmósfera. Este sistema fue propuesto por el piloto-ingeniero del LII I.I. Shuneyko. Con su instalación se solventó por completo el funcionamiento inestable del motor (pompaje) y permitió efectuar vuelos por encima de los 13.000m con funcionamiento del grupo hélice-motor correcto;

 

- para mejorar el funcionamiento del sistema de refrigeración del agua, en el sistema de agua se incorporó el separador y el difusor, diseñados por el LII;

 

- el ala y el estabilizador de cola de nuevo fueron cubiertos por masilla y pintados;

 

- mejorada la hermetización del tablero de instrumentos y de la parte móvil de la cúpula de la cabina.

 

El 26 de junio de 1945 se alcanzó la velocidad de 710km/h a 11.000m de altitud (2ª frontera de altitud). El 6 de julio se alcanzó el techo práctico de 13.300m. En altitudes de 11.000-12.500 gracias a la suficiente reserva de potencia era posible realizar maniobras de combate (giros de combate y virajes con grado de alabeo suficiente) manteniendo una buena capacidad de control del aparato. Se destacó que los vuelos a 13.000-13.300m de altitud con la máscara de oxigeno KPA-3bis exigen un entrenamiento especial para vuelos a gran altitud y respetar por parte del piloto un estricto régimen.

 

El Yak-3PD no se llegó a construirse en serie, pero en el LII continuaron con las investigaciones. Por ejemplo, en marzo de 1947 se emitió el informe sobre las investigaciones realizadas para determinar el funcionamiento de los radiadores de agua y aceite a grandes altitudes con el avión Yak-3PD y motor VK-105PV [Archivo del OKB de A.S. Yákovlev, N 13G-7.].

 

Los datos de los radiadores de agua y aceite del Yak-3 con los motores VK-105PD y VL-105PV se presentan en la tabla 5.2.

 

 

Tabla 5.2.

 

 

HR_Crash / HR_Torero

 

 

 

 

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