Коллективам А.С. Яковлева, А.И. Микояна и С.А. Лавочкина опять поручили создание реактивных истребителей, но теперь уже с немецкими ТРД. Кроме того, заводам № 26 и № 13 доверили освоение двигателей Jumo 004 и BMW 003. Еще одной важной задачей, которую решили за счет немецких технологий и «спецпоставок», стало налаживание серийного выпуска цельнометаллических истребителей, ведь машины смешанной конструкции уже не соответствовали требованиям времени.
Стендовые испытания немецких ТРД начал ись в августе 1945 г. в Н И И -1 и ЦИАМ. Выпуск первых партий серийных двигателей ожидался в конце года.
Получив в свое распоряжение немецкие технологии, советские ОКБ немедленно приступили к проектированию реактивных машин. Весной 1945 г. коллектив Микояна (ОКБ-155) разрабатывал проекты истребителей «К» с двумя двигателями BMW 003 и «Z» с двумя Jumo 004. Оба самолета были похожи на Me 262. От него они отличались прямым крылом, фюзеляжем овального сечения и вооружением. В носовой части располагалась одна 37-мм пушка Н-37 и две НС-23 калибром 23 мм. Такая мощь бортовой артиллерии определялась заданием, выданным в феврале 1945 г., в котором будущий самолет рассматривался как перехватчик тяжелых бомбардировщиков. Учитывая острую потребность ВВС в таких самолетах, Микоян планировал построить первый экземпляр истребителя в конце августа 1945 г. Машине «К» присвоили обозначение И-260, a «Z» — И-290.
Яковлев и Лавочкин выбрали для своих проектов реданную схему. И если у Лавочкина самолет был спроектирован заново, то Яковлев, а точнее его конструктор Е.Г. Адлер, решил модифицировать поршневой Як-3. В своих воспоминаниях Евгений Георгиевич пишет, что после того, как его и Яковлева познакомили с немецким двигателем Jumo, он долго размышлял над компоновкой реактивного самолета, и однажды его, что называется, озарило: «...Ну, конечно, как это я сразу не догадался. Это же так просто: снимаем мотор с его штатного места вместе с винтом, на то же место устанавливаем ЮМО с таким наклоном, чтобы реактивная струя уходила назад и вниз, под фюзеляж и крыло. И центровка самолета не нарушится, и напор воздуха в ТРД будет обеспечен, обзор из кабины пилота даже улучшится, да и аварийное покидание самолета будет точно таким же, как и сейчас». Адлер сделал набросок общего вида, в ОКБ провели необходимые расчеты, и Яковлев утвердил проект. Самолет получил название Як-15 (см. «АиВ», №6’ 2002).
Вероятно, так оно и было, и подвергать каким-либо сомнениям слова Адлера причин нет, но реданная компоновка «Яка» удивительным образом совпала с компоновкой истребителя Гудкова Гу-ВРД, а тот, в свою очередь, был похож на самолет ХАИ-2. Несмотря на всю простоту реализации, редан таил множество неприятностей, особенно на Як-15, у которого осталось шасси с хвостовым колесом. Наклонное положение ТРД могло повлиять на устойчивость работы, горячая струя газов нагревала нижнюю часть фюзеляжа и хвостовое колесо, кроме того, она создавала нежелательное разрежение под горизонтальным оперением и т.д.
Истребитель с ВРДК И-250
Истребитель Як-15
| Сравнительные характеристики BMW 003 и Jumo 004В | ||
| BMW 003 | Jumo 004В | |
| Длина, мм | 3640 | 3935 |
| Макс, диаметр, мм | 690 | 810 |
| Масса, кг | 660 | 720 |
| Число ступеней компрессора | 7 | 8 |
| Число ступеней турбины | 1 | 1 |
| Расход воздуха, кг/с | 19,0 | 23,0 |
| Тяга, кгс | 800 | 900 |
| Удельный расход топлива, кг/кг-ч | 1,47 | 1,40 |
| Макс, частота вращения, об/мин | 9500 | 8700 |
| Степень повышения давления | 3,1 | 3,0 |
| Температура газов в сопле, "С | 620 | 630-690 |
| Топливо | Керосин+15% солярного масла | |
Яковлева очень беспокоили все эти моменты, он сильно переживал и поделился своими сомнениями с Микояном. Александр Сергеевич считал себя «шефом» молодого конструктора, а Микоян, в свою очередь, всегда прислушивался к словам Яковлева. Этот момент Адлер описывает так: «Пока мы терзались сомнениями, Микоян решительно последовал за ОКБ Яковлева, также начав разрабатывать аналогичную схему, прозванную реданной, но, если честно признаться, технически далеко опередив своего наставника. Вместо одного ЮМО-004 с тягой 900 кгс он установил, также в носу, под углом, не один, а два ТРД БМВ-003 с тягой по 850 кгс каждый. Он скомпоновал совершенно новый самолет, а не дорабатывал серийный, хотя мог бы использовать свой МиГ-3, правда, давно уже снятый с производства».
Решение переделать свой двухдвигательный истребитель на реданную схему в ОКБ-155 было принято в июне 1945 г. Новый проект получил шифр «Ф» и обозначение И-300. Ведущим конструктором по проекту назначили А.Г. Брунова, а инженером по летным испытаниям — А.Т. Карева. По плану-графику, принятому Микояном, на проектирование и постройку самолета выделялось 5 месяцев. Начало летных испытаний И-300 запланировали на 15 октября 1945 г.
Для установки на самолет выбрали двигатели BMW, хотя их характеристики были хуже Jumo. Большая температура газов у Jumo увеличивала КПД и повышала тягу. Вот по степени сжатия BMW был незначительно лучше. Тут еще нужно помнить, что степень сжатия компрессора напрямую влияет на высотность самолета, которая ограничена явлением срыва пламени в камере сгорания. Высота, на которой происходит срыв, тем больше, чем больше степень сжатия. Например, при степени сжатия 3 срыв пламени произойдет на высоте 13000 м, при 4-х — на высоте 15000 м, при 20 — 24000 м. Хотя недостаток степени сжатия можно компенсировать скоростью полета и «отложить» начало срыва на большую высоту.
Определяющим преимуществом BMW был меньший на 120 мм максимальный диаметр двигателя, что облегчало размещение двух ТРД рядом друг с другом, вблизи центра масс. Для этого округлый фюзеляж И-260 расширили внизу, придав ему трапециевидное сечение. При такой компоновке летчик мог безопасно выключать один из двигателей в крейсерском полете, экономя топливо и увеличивая дальность полета.
Новая компоновка позволила резко уменьшить лобовое сопротивление, что увеличило скорость полета. А «чистое» крыло, в свою очередь, улучшило аэродинамическое качество и облегчило конструкцию.
Фюзеляжные топливные баки установили прямо над двигательным отсеком, еще шесть небольших баков разместили в крыле. Общий объем баков по сравнению с И-260 вырос на 200 л и составил почти 1600 л.