2011-09-04 07:09:37
Jak-17 - kolejne ogniwo ewolucji
Kilka dni po oblocie Jaka-15 Rada Ministrów ZSRR wydała postanowienie nr 952-397, które zlecało OKB-115 opracowanie nowego myśliwca charakteryzującego się lepszymi osiągami. Samolot miał wykorzystywać silnik RD-10, jednak aerodynamika płatowca miała być wyraźnie lepsza. Postawione wymagania techniczne zobowiązywały do stworzenia samolotu zdolnego do osiągania prędkości 850 km/h na wysokości 5000 m. Domagano się również zwiększenia zasięgu do 700 km.
Konstruktorzy z OKB-115, zachowując ogólny układ Jaka-15, podjęli się przeprojektowania elementów konstrukcji sprawiających problemy w dotychczasowej eksploatacji, bądź uznanych za nieperspektywiczne. Najważniejsze zmiany wprowadzone w prototypie oznaczonym jako Jak-17-RD10 (lub Jak-RD czy też Jak-RD10) dotyczyły zastosowania przeprojektowanego skrzydła[1], które otrzymało profil laminarny opracowany przez CAGI. Pozostałe modyfikacje związane były ze zmianą układu podwozia i powiększeniem powierzchni statecznika. Zmodyfikowany myśliwiec otrzymał również fotel katapultowany oraz pancerną przednią szybę kabiny i płytę pancerną chroniącą plecy pilota. Nowe podwozie było koniecznością, ze względu na cienki profil skrzydła, który nie pozwalał na zastosowanie rozwiązania identycznego jak w Jaku-15.
Golenie podwozia głównego zostały więc zamontowane do jednej z głównych wręg z kadłuba i chowały się do tyłu, do jego wnętrza. Zachowano dotychczasowy rozmiar kół podwozia głównego, jednak ogonowa stalowa rolka została powiększona i charakteryzowała się wymiarami 230x180 mm. Rozstaw kół podwozia był bardzo mały i wynosił jedynie 2m, co mogło powodować problemy przy lądowaniu. Oblot prototypu zaplanowano na 20 września 1946 roku, jednak próby naziemne przeciągnęły się. Ostatecznie wspomniany prototyp nigdy nie wzniósł się w powietrze, a oznaczenie użyto ponownie, tym razem już dla nieco innej konstrukcji. Jednym z głównych powodów takiego obrotu wydarzeń, oprócz rozpoczęcia produkcji Jaka-15 stało się zaś podwozie samolotu. W tym czasie jasne stało się już, że oczekiwany jest wariant z kółkiem przednim.
W międzyczasie, na podstawie czerwcowej decyzji Rady Ministrów ZSRR (nr 1498-665) oraz sierpniowego rozkazu (nr 525) Ministerstwa Przemysłu Lotniczego rozpoczęto opracowywanie odrzutowego samolotu szkolno-treningowego, mającego służyć do przeszkalania na docelowe samoloty odrzutowe. Pierwszy prototyp napędzanego silnikiem Jumo-004 samolotu miał być gotowy 1 listopada 1946 roku. Maszyna otrzymała wojskowe oznaczenie Jak-21[2], przy czym wg oznaczeń fabrycznych samolot funkcjonował jako Jak Jumo-004 Wywoznoj, Jak-15W lub Jak-15UT. Samolot otrzymał dwumiejscową kabinę z miejscem ucznia, przed fotelem instruktora. W związku z instalacją drugiego fotele konieczne było przeprojektowanie przedniej części kadłuba i usunięcia uzbrojenia. Zastosowano również nową, powiększoną, wspólną osłonę kabiny o opływowym kształcie. Nie zdecydowano się natomiast na zmianę układu podwozia. Próby samolotu z różnych powodów zostały jednak opóźnione. Stąd też, listopadowy termin nie został dotrzymany. Do pierwszego lotu Jaka-21 doszło ostatecznie 5 kwietnia 1947 roku. Samolot w trakcie testów zachowywał się poprawnie, jednak nigdy nie został skierowany do produkcji seryjnej. W tym czasie opracowany został bowiem kolejny wariant dwumiejscowy, o lepszych osiągach, znany jako Jak-21T lub UTIJak-17 (czyli inaczej Jak-17UTI lub Jak-17W). W związku z takim rozwojem wydarzeń prace nad Jakiem-21 zostały przerwane.
Prototypowy, dwumiejscowy Jak-21. fot. OKB Jakowlewa.
Wytyczne kładące nacisk na konieczność zastosowania podwozia z kółkiem przednim, spowodowały, że praktycznie równocześnie z pracami nad Jakiem-17RD-10 oraz Jakiem-21 opracowano kolejne warianty wersji bojowej oraz szkolno-treningowej. Otrzymały one odpowiednio oznaczenia fabryczne Jak-15U (Jak-15U-RD10) oraz Jak-21T (UTIJak-17-RD10). Zmiana układu podwozia wymusiła również przesunięcie goleni podwozia głównego, co wiązało się z koniecznością dodania pomocniczego dźwigara i wzmocnienia skrzydła. Umożliwiło to przy okazji także umiejscowienie dodatkowych zbiorników w skrzydłach. Modyfikacjom mającym poprawić stateczność Jaka-15U poddano również statecznik pionowy. Zmiany polegały na zwiększeniu wysokości statecznika i zmniejszeniu cięciwy steru kierunku oraz zwiększeniu powierzchni statecznika poziomego. Kółko przednie chowane przeciwnie do kierunku lotu, w owiewkę. Ta ostatnia w przypadku Jaka-21T była jedynie częściowa. Powiększeniu uległy koła podwozia głównego, które otrzymały wymiary 570x140 mm. Kółko przednie miało wymiary 400x150 mm. Powiększeniu uległ również kokpit wersji jednomiejscowej, jednak sama osłona kabiny pozostała identyczna jak w przypadku Jaka-15. W końcu, prototyp otrzymał możliwość przenoszenia dodatkowych zbiorników paliwa na końcach skrzydeł.
Mniej zauważalne na pierwszy rzut oka modyfikacje Jaka-21T związane były z wymianą dotychczasowego celownika PBP-1A na celownik żyroskopowy ASP-1. Ponadto w prawej konsoli skrzydła zamontowano fotokarabin PAU-21.
Montaż prototypów Jaka-15U oraz Jaka-21T zlecono, nie jak poprzednio Zakładowi nr 31, a Zakładowi nr 464 w Dołgoprudnym. Związane było to z obłożeniem produkcją tego pierwszego, który dostarczył jedynie komponenty do montażu. Prototyp Jaka-21T o numerze fabrycznym 01464 ukończono w kwietniu 1947 roku. Samolot po raz pierwszy wzniósł się w powietrze w następnym miesiącu. W tym samym czasie przeprowadzono próby zakładowe. Próby państwowe miały odbyć się w okresie 31 maja - 6 sierpnia 1947 roku. Samolot otrzymał oznaczenie wojskowe Jak-17UTI. Po pozytywnym zakończeniu prób, pomimo stwierdzenia pewnych mankamentów, samolot rekomendowano do produkcji seryjnej. Miała być ona prowadzona, podobnie jak w przypadku Jaka-15, w Zakładzie Nr 31 w Tbilisi, począwszy od jesieni 1947 roku. Uwagi GK NII WWS co do konstrukcji Jaka-17UTI dotyczyły osiągów, które okazały się być nieco niższe od założonych. Ponadto zwrócono uwagę na to, że instruktor nie miał zapewnionej pełnej kontroli nad samolotem, tj. nie mógł włączać silnika, obsługiwać podwozia oraz sterować klapami skrzydłowymi Równocześnie stwierdzono jednak, że UTIJak-17 posiada dobre właściwości pilotażowe, łatwo wyprowadza się z korkociągu i może wykonywać loty na dużych katach natarcia. Ponadto stwierdzono, że samolot może znosić manewry przy dopuszczalnym współczynniku obciążenia konstrukcji wynoszącym +8g, choć wbrew wymogom nie mógł wykonywać manewrów z ujemnymi przeciążeniami. Zmiana układu podwozia, jak zauważono również w trakcie prób, wyraźnie poprawiła właściwości samolotu w trakcie kołowania, startu i lądowania.
Prototyp Jak-17RD-10. fot. OKB Jakowlewa.
Prototyp jednomiejscowego myśliwca Jak-15U powstający jak już wspomniano w Dołgoprudnym, zbudowano na bazie Jaka-15 pochodzącego z pierwszej serii produkcyjnej o nr fabrycznym 310002, który wcześniej wykorzystywano do prób w Żukowskim. Samolot, który ostatecznie otrzymał wojskowe oznaczenie Jak-17, wzniósł się po raz pierwszy w powietrze 6 czerwca 1947 roku. Niedługo później rozpoczęto program prób zakładowych, które zakończyły się 10 sierpnia. Nim do tego doszło myśliwiec został zaprezentowany w locie w trakcie obchodów Święta Lotnictwa.
Po pomyślnym zakończeniu prób państwowych (27 sierpnia - 15 listopada 1947 roku) Jak-17 został skierowany do produkcji seryjnej, na podstawie postanowienia nr 878-280 Rady Ministrów ZSRR. Podobnie jak poprzednik, miał być produkowany w Tbilisi, a przygotowania do rozpoczęcia seryjnego wytwarzania nowego myśliwca rozpoczęto jeszcze w trakcie prób. Już po rozpoczęciu produkcji seryjnej jeden z nowych egzemplarzy myśliwca przekazano z przeznaczeniem do prób kontrolnych. Również i one zakończyły się pozytywnie, co potwierdzono kolejną decyzją RM ZSRR.
Podobnie jak w przypadku Jaka-17UTI zastosowanie nowego podwozia z kółkiem przednim ułatwiło operowanie samolotem na ziemi oraz uprościło technikę startu i lądowania. Pewne problemy odnotowano w przypadku zastosowania dodatkowych zbiorników paliwa. W takiej konfiguracji samolot miał bowiem tendencje do wpadania w drgania wokół osi podłużnej. Nie wpłynęły one jednak na ostateczną decyzję odnoście wprowadzenia do produkcji. Już w seryjnych samolotach rozpoczęto wprowadzanie dalszych zmian. Powiększono m.in. rozpiętość statecznika poziomego (do 3,60 m z pierwotnych 3,25 m) co miało na celu poprawienie sterowności, zastosowano nowszy wariant działek NS-23 oznaczony jako NS-23K, a w końcu fotokarabin S-13, który montowano na wiatrochronie kabiny pilota w miejsce fotokarabinu PAU-22. Kolejne zmiany wprowadzono w 15 samolotach należących do 11 i 12 serii produkcyjnej, które w miejsce dotychczasowych otrzymały nowsze celowniki optyczne ASP-3M. Samoloty od egzemplarza o numerze fabrycznym 311222 poczynając posiadały również liczniki amunicyjne USB-1. W ostatnich zaś seriach produkcyjnych zastosowano poprawione silniki RD-10A których resurs eksploatacyjny wydłużono do 50 godzin.
Opis techniczny
Seryjny Jak-17 był jednomiejscowym, całkowicie metalowym dolnopłatem z trójpodporowym, chowanym, podwoziem w układzie z kółkiem przednim. Kadłub samolotu wykonano na bazie kratownicy ze spawanych rur stalowych oprofilowanej w części dolnej i grzbietowej. Poszycie kadłuba oraz skrzydeł wykonano z blachy duraluminiowej. Uwzględniono przy tym konieczność rozplanowania szeregu zdejmowanych osłon i wzierników przydatnych w normalnej eksploatacji. Spodnią cześć kadłuba w rejonie dyszy wylotowej silnika pokryto blachą żaroodporną spełniającą funkcję ekranu, chroniącego przed nadmiernym nagrzewaniem od gazów wylotowych z silnika. Jak-17 otrzymał całkowicie metalowe, dwudźwigarowe skrzydła o pracującym poszyciu. Miały one obrys trapezowy, przy czym, ich końcówki zostały jednak zaokrąglone. Przy ich projektowaniu wykorzystano zmodyfikowany profil Clark-YN. Skrzydła wyposażono w lotki typu Friese oraz krokodylkowe klapy do lądowania. Samoloty otrzymały klasyczne, wolnonośne usterzenie. Ster kierunku, w przeciwieństwie do kadłuba i skrzydeł, pokryto wzmacnianym płótnem. Ster wysokości wyposażono w trymery.
Prototyp Jak-17 (Jak-15U-RD10), fot. OKB Jakowlewa.
Przednia goleń podwozia chowana była do tyłu do opływowej owiewki. Golenie podwozia głównego składały się natomiast do wnęk w skrzydłach, w kierunku do kadłuba, przy czym koła podwozia głównego (o wymiarach 600x180 mm) mieściły się w części trzykadłubowej skrzydła. Golenie podwozia wyposażono w amortyzatory olejowo-powietrzne, koła otrzymały zaś pneumatyczne hamulce.
Zespół napędowy Jaka-17 stanowił zamontowany w przedniej części kadłuba samolotu silnik turboodrzutowy RD-10A o masie 780 kg i ciągu statycznym 9,8 kN (1000 kG) przy 8760 obr./min. Jednostka napędowa została nachylona pod katem 4 stopni do osi podłużnej samolotu, ku dołowi. W skład instalacji paliwowej samolotu wchodziło w sumie 7 zbiorników o łącznej pojemności 702 dm3. 6 z nich zlokalizowano w skrzydłach (po 3 w każdym) podczas gdy ostatni, o największej pojemności (240 dm3) ulokowano w kadłubie. Jak już wcześniej wspomniano na końcach każdego ze skrzydeł można było podwiesić dodatkowy zbiornik o pojemności 200 dm3.
Kroplowa osłona kabiny była dwuczęściowa ze stałym wiatrochronem wyposażonym w płytę pancerną z klejonego pleksiglasu oraz ruchomą częścią główną ze szkła organicznego. Ta ostatnia, odsuwana do tyłu, wyposażona została w awaryjny mechanizm odrzutu przed katapultowaniem.
Wypuszczanie i składanie podwozia, uruchamianie hamulców kół oraz przeładowywanie działek odbywało się za pośrednictwem instalacji pneumatycznej (zdublowanej). Zasilana była ona powietrzem pod ciśnieniem 55 atm. zgromadzonych w dwóch kulistych zbiornikach o pojemności 12 dm3 każda. Do zasilania instalacji tlenowej pilota dedykowana była kolejna, mniejsza, butla o pojemności 2 dm3 [3].
Prąd elektryczny zasilający wyposażenie pokładowe zapewniał generator-prądnica prądu zmiennego GSK-1500 oraz akumulator 12A-10. Pokładowe wyposażenie radioelektroniczne składało się z radiostacji nadawczo – odbiorczej RSI-6K, radiopółkompasu RPKO-10M i w końcu urządzenia rozpoznawczego SCz-3M. Pilotowi udostępniono zestaw wskaźników nawigacyjno-pilotażowych obejmujący prędkościomierz KUS-46, wariometr WR-50, sztuczny horyzont, busolę KI-11, a także zegarek pokładowy i wskaźnik liczby Macha. Egzemplarze późniejszych serii wyposażono w busole odległościowe PDK-46. Uzbrojenie Jaków-17 stanowiły natomiast dwa działka NS-23 z zapasem amunicji wynoszącym 60 szt. na lufę.
Różnice konstrukcyjne miedzy wersja jednomiejscową, a wariantem szkolno-treningowym wynikały w przeważającej mierze z konieczności dostosowania samolotu do zadań szkolnych. Stąd Jak-17UTI otrzymał dwumiejscową kabinę załogi (instruktor zajmował miejsce z tyłu). Wygospodarowanie miejsca dla drugiego członka załogi wiązało się również z usunięciem kadłubowego zbiornika paliwa, a w konsekwencji zmniejszeniem zasięgu, 370 km i długotrwałości lotu do 30 minut. Co oczywiste, zmianie uległa również osłona kabiny. W miejsce dwuczęściowej osłony o kroplowym kształcie pojawiła się znacznie dłuższa i wyraźnie wyższa osłona pięcioczęściowa (z dwiema sekcjami odsuwanymi do tyłu). Seryjne Jaki-17UTI nie posiadały również uzbrojenia strzeleckiego, a jedynie fotokarabin. Zmodyfikowano również nieco osłony przedniej części kadłuba, a także zastosowano prostszą, częściową owiewkę podwozia przedniego. Na samolotach zamontowano interkom pokładowy SPU-2M umożliwiający porozumiewanie się obu członkom załogi między sobą.
Użytkownicy
Pierwsze seryjne Jaki-17 trafiły do WWS w drugiej połowie 1948 roku, a przezbrajanie jednostek na ten typ trwało do ostatnich miesięcy 1949 roku. Proces ten przerwało pojawienie się dysponującego zdecydowanie lepszymi osiągami MiGa-15. Pewna liczba szkolnych Jaków-17UTI trafiła także do jednostek wykorzystujących starsze Jaki-15. Służba w pierwszej linii radzieckiego lotnictwa nie trwała jednak długo, w związku z pojawieniem się nowego myśliwca Mikojana i Guriewicza. Symboliczne ilości Jaków-17 oraz nieco większe partie Jaków-17UTI trafiły do kilku krajów sojuszniczych. W ten sposób Czechosłowacja, zamierzająca rozpocząć produkcję licencyjną (jako S-100) miała otrzymała jeden samolot jako wzorzec dla maszyn seryjnych. Wspomniany pojedynczy Jak-17 dotarł do Pragi w pierwszej połowie 1950 roku. Ostatecznie nigdy nie doszło jednak do rozpoczęcia licencyjnej produkcji, a pod koniec tego samego roku zawarto porozumienie którego przedmiotem była licencja na produkcję Jaka-23. Również i on jednak wszedł do służby w czechosłowackim lotnictwie jedynie w ograniczonej liczbie.
Jaki-17 i Jaki-17UTI (znane także jako Jaki-17W), pojawiły się również w Polsce. Co prawda sięgające jeszcze 1948 roku plany pozyskania samolotów odrzutowych nie zakończyły się nabyciem Jaków-15 (co również rozważano), jednak ostatecznie podjęto decyzję o zakupie w 1950 roku niewielkiej partii Jaków-17, a następnie rozpoczęcia ich licencyjnej produkcji w kraju. Po zmontowaniu trzy samoloty tego typu trafiły do 36. Specjalnego Pułku Lotniczego (1 egzemplarz) oraz OSL-5 w Radomiu (pozostałe 2). Pierwsi polscy piloci, wraz z technikami naziemnymi oraz dwoma służącymi w wojsku polskim oficerami radzieckimi przeszło szkolenie w stacjonującym w Brzegu 159. PLM Gwardii.
Jak-17W w zbiorach MLP w Krakowie, fot. Michał Gajzler.
Przygotowania do rozpoczęcia produkcji licencyjnej, jako G-1, w WSK PZL Mielec ostatecznie zarzucono na rzecz nowszego Jaka-23 (ten miał być produkowany pod oznaczeniem G-3). Ostatecznie i ten plan został porzucony, a WSK PZL Mielec ostatecznie rozpoczęła licencyjne wytwarzanie MiGów-15.
O ile 3 Jaki-17 były jedynymi jakie trafiły do Polski, o tyle ogólna liczba przyjętych do uzbrojenia Jaków-17W była nieco większa. Pierwsze trzy egzemplarze Jaków, pochodzące z jednej z jednostek radzieckich, dostarczone zostały w kwietniu 1951 roku i trafiły do 1. Pułku Lotnictwa Myśliwskiego, gdzie miały zostać wykorzystane do przeszkalania pilotów na samoloty odrzutowe. Kolejny samolot tego typu dotarł w połowie maja tego samego roku. Czwórka Jaków-17W wykorzystywana była do przeszkalania pilotów Jaków-23, które od stycznia zaczęły docierać do 1. PLM bazującego na Bemowie. Następna partia trzech Jaków-17W została zakupiona w grudniu 1951 roku, z myślą o formowanym 11. PLM. Ogółem strona polska nabyła najprawdopodobniej 11 egzemplarzy samolotów tego typu. Ich ostatnim użytkownikiem wojskowym były dwie eskadry OSL-5, które między 1953 a 1958 rokiem obok Jaków-23 wykorzystywały 9 Jaków-17W. Dwa samoloty tego typu, o nr seryjnych 3120038 i 3120090, z których jeden przeznaczony został do kanibalizacji[4], przekazano w 1957 r. do Instytutu Lotnictwa. Pozyskanie Jaków-17W przez IL związane było z pracami prowadzonymi nad szkolno-treningowym samolotem TS-11 Iskra. Należący do IL Jak-17W wykonał ostatni lot 3 lutego 1960 roku. Cztery lata później samolot przekazano do Muzeum Lotnictwa i Astronautyki (aktualnie Muzeum Lotnictwa Polskiego w Krakowie). Pozostaje on jedną z dwóch tego typu maszyn ocalałych na świecie.
Kilka egzemplarzy Jaków-17UTI otrzymała również Bułgaria. Samoloty, podobnie jak w Polsce, wykorzystywano do przeszkalania na zakupione przez Bułgarów Jaki-23. Bliżej nieznana liczba samolotów tego samego wariantu trafiła także do Rumunii, wraz z partią Jaków-23. Ostatnim użytkownikiem Jaków-17UTI została ChRL. W sumie wyprodukowano 430 egzemplarzy Jaków-17 obu wersji. Z tej liczby prawdopodobnie 150 stanowiły samoloty w wariancie dwumiejscowym.
Dane taktyczno-techniczne:
Typ | Jak-15U-RD-10* | Jak-17UTI** |
Długość całkowita [m] | 8,78 | 8,7 |
Rozpiętość skrzydeł [m] | 9,2 | 9,2 |
Powierzchnia skrzydeł [m2] | 14,85 | 14,85 |
Masa własna [kg] | 2081 | 2148 |
Masa startowa (normalna) [kg] | 2890 | 2906 |
Masa startowa (maksymalna, z dodatkowymi zbiornikami) [kg] | 3240 | b.d. |
Masa paliwa (normalna) [kg] | 553 | 518 |
Masa paliwa (maksymalna, z dodatkowymi zbiornikami) [kg] | 884 | b.d. |
Prędkość maksymalna na poziomie morza [km/h] | 702 | 702 |
Prędkość maksymalna na wysokości 5000 m [km/h] | 748 | 719 |
Prędkość lądowania [km/h] | 142 | b.d. |
Prędkość wznoszenia na poziomie morza [m/s] | 17,6 | 18,4 |
Prędkość wznoszenia na wysokości 5000 m [m/s] | 11 | b.d. |
Czas wznoszenia na wysokość 5000 m [min] | 5,8 | 5,8 |
Pułap [m] | 12750 | b.d. |
Zasięg w konfiguracji czystej [km] | 395 | 330 |
Zasięg ze zbiornikami dodatkowymi [km] | 717 | b.d. |
Długotrwałość lotu w konfiguracji czystej [min] | 61 | 40 |
Długotrwałóść lotu z dodatkowymi zbiornikami [min] | 94 | b.d. |
Rozbieg [m] | 535 | 640 |
Dobieg [m] | 560/800 | 700 |
* Dane dla prototypu.
** Dane dla samolotu z seryjnej produkcji.
Przypisy:
[1] Rozważano przy tym możliwość zastosowania dwóch wariantów skrzydeł o rozpiętości 15 m2 lub 13,5 m2.
[2] Niekiedy pojawia się również oznaczenie Jak-21W. Samolot otrzymał podwozie z kółkiem ogonowym.
[3] W przypadku Jaka-17UTI 2 butle po 2 dm3 każda.
[4] Przekazanie egzemplarza o numerze seryjnym 3120038 do kanibalizacji związane było ze stwierdzeniem uszkodzenia kratownicy kadłuba.
Michał Gajzler