Учебно-тренировочный самолет УТ-21 (Я-21).
Разработчик: ОКБ Яковлева
Страна: СССР
Первый полет: 1937 г.
В ОКБ А.С.Яковлева спроектировали несколько самолетов с 220-сильным французским мотором Renault «Bengali-6Q» (лицензионный вариант — МВ-6). Хорошо известны и неоднократно описаны тренировочный бомбардировщик УТ-3 (АИР-17) и его вариант — пассажирский АИР-19. Но помимо них спроектировали двухместный тренировочный разведчик УТ-23 (Я-23, № 23 — 23-й самолет Яковлева) и построили одноместный тренировочный истребитель УТ-21 (Я-21, самолет № 21).
С 10 ноября 1938 года до конца декабря 1939 года подразделения завода № 115 работали над заказом «Изготовление и проектирование самолета № 23». В качестве заказчика указан К.А.Вигант — заместитель главного конструктора А.С.Яковлева, пришедший в ОКБ весной 1938 года с должности главного конструктора серийного завода № 153.
В отчете предприятия за 1938 год сказано: «Работы заключались только в проектировании с целью выяснения возможности создать переходный тип тренировочного самолета-разведчика, близкого по конструкции с УТ-2». Ведущим инженером, предположительно, был Г.И.Гудименко — главный «вооруженец» ОКБ. Его подпись стоит под компоновкой самолета, утвержденной в конце февраля 1939 года.
В том же году название «№ 23» изменили на «№ 24» и до 20 ноября 1940 года действовал заказ на «Проектирование и изготовление самолета типа УТ-23 или самолета № 24.» Вероятно, № 24 — это переделка УТ-23.
Предполагалось установить на УТ-23 пулеметы — два синхронных с общим боезапасом 450 патронов для стрельбы вперед из первой кабины и подвижный — на турели МВ-3 в задней кабине. Согласно расчетам, максимальная скорость должна была находиться в пределах 250-280 км/ч, а посадочная — 75-80 км/ч. Но машину так и не построили. Постановлением правительства УТ-23 исключили из плана опытных работ 1940 года.
В 1937 году поступил в серийное производство одноместный тренировочный самолет ОКБ А.С.Яковлева (завод № 115) УТ-1 с мотором М-11 в 100 л.с. По заключению ВВС, его характеристики можно было улучшить путем установки более мощного двигателя. Побуждаемый военными, коллектив ОКБ создал модификации УТ-1 с моторами в 140 л.с. (Renault «Bengali-4Q» или МВ-4 в лицензионном варианте), 160 л.с. (М-11Е), 220 л.с. («Bengali-6Q» или МВ-6). Последняя модификация получила наименование УТ-21 (Я-21, № 21 или 21-й самолет А.С.Яковлева).
Установка рядного 6-цилиндрового мотора Renault «Bengali-6Q-01» вместо звездообразного 5-цилиндрового М-11 привела к замене моторамы. Изменились масло- и бензопроводка, топливный и масляный баки, а также первые два отсека фермы фюзеляжа. Кабина стала закрытой, на колесах предусмотрели тормоза. И наконец, впервые на самолете А.С.Яковлева применили вооружение — синхронный пулемет ШКАС калибра 7,62 мм. Последнее определило назначение машины — тренировочный истребитель.
На выбор конструкции УТ-21 оказали влияние еще два варианта УТ-1: проект учебного истребителя АИР-15 1936 года (не путать с УТ-1 № 15 с крылом Гласса) и АИР-18 — тренировочный самолет, построенный в 1937 году. Оба — с закрытой кабиной и рядными моторами.
Ввиду отсутствия отчетов об испытаниях машины понять хронологию ее разработки можно лишь по прохождению «заказа» в ОКБ. Например, средства на изготовление и испытания УТ-21 выделялись сначала с 13 августа (на испытания — 19 сентября) до конца 1937 года, а затем с конца января по 2 июля следующего года. Финансирование же программы разработки (доводка и завершение испытаний) самолета прекратилось в первых числах июля.
В его создании активную роль играла Н.Б.Кастальская. Она пришла в ОКБ в мае 1935 года из ЦАГИ на должность инженера-расчетчика. В июле 1937 года она занималась УТ-2, а 22 сентября была премирована «за работу по выпуску машины 21» и в феврале 1939 года стала ведущим инженером.
Таким образом, можно предположить, что первый полет УТ-21 состоялся во второй половине сентября, возможно, между 19 и 22 числами 1937 года.
На заводских испытаниях Ю.И.Пионтковский получил скорость 322 км/ч — почти как у АИР-7 четыре года назад, но АИР-7 имел мотор в 480 л.с., а УТ-21 — 220 л.с. В отчете 1-го главного управления Наркомата оборонной промышленности отмечено, что УТ-21 построили «сверх программы», он хорошо прошел заводские испытания и по назначению аналогичен лицензионному «Кодрону» С-690 с тем же мотором Renault «Bengali-6Q».
С-690 закупили во Франции наряду с другими самолетами этой фирмы и моторами «Renault», получили его чертежи и лицензию на производство. Апрельское 1937 года, постановление СТО предусматривало организацию серийного выпуска С-690, а также истребителя С-713 на мебельной фабрике Наркомлеса в Химках, которую передали в НКОП и превратили в авиазавод № 301.
Мощность этого предприятия к концу 1938 года должна была составить 500 С-690 и 1500 С-713 в год. Этот грандиозный план полностью провалился. Фактически под руководством главного конструктора А.А.Дубровина построили лишь два С-690 и в середине 1939 года все работы по французским машинам, как бесперспективным, прекратились.
В начале октября 1937 года председателю СНК и Комитета обороны В.М.Молотову направили доклад комкора Соколова, руководителя группы военного контроля и заключение наркома обороны маршала К.Е.Ворошилова. Речь шла об организации серийного производства УТ-2 «…так, чтобы оно не препятствовало впоследствии внедрению самолета «Кодрон» С-690″.
В этой переписке Соколов, в частности, сообщал: «…НКОП просит поручить конструктору т.Яковлеву модернизировать (…) УТ-1 под мотор «Рено» с достижением летных данных, равных лицензионному самолету «Кодрон» С-690. Считаю, что это предложение НКОП может быть принято…
Ворошилов:»…не возражаю против постройки на заводе № 115 модифицированного (…)УТ-1 под мотор «Рено» 220 л.с.»
Эти документы Молотов направил в НКОП наркому М.М.Кагановичу, который начертал резолюцию начальнику 1-го ГУ С.В.Ильюшину: «Проработать и доложить срочно». 7 февраля 1938 года Каганович подписал подготовленное Ильюшиным письмо Молотову, где в частности говорилось, что УТ-21 «…закончен производством и проходит заводские испытания. Предварительные испытания показали удовлетворительные результаты: максимальная горизонтальная скорость 320 км/ч, посадочная скорость 80-90 км/ч, запас горючего — на 2,5 часа».
В 1938 году УТ-21 упоминается в открытой печати как «самолет для тренировки летчиков-истребителей» (но ни слова о его вооружении) и как «…спортивно-тренировочный скоростной (…), самый быстроходный среди советских спортивных самолетов». О том, что спортивное применение действительно предполагалось, говорит письмо начальника 1 ГУ НКОП С.И.Беляйкина (сменившего С.В.Ильюшина), направленное в марте 1938 года в спортивную комиссию Центрального аэроклуба с просьбой принять к регистрации «…предполагающиеся в ближайшее время полеты летчиков Пионтковского и Гризодубовой на установление рекордов высоты по 1-й категории спортивных самолетов».
В то время к 1-й категории относились машины с объемом цилиндров мотора от 6,5 до 9 л и международный рекорд высоты — 5118 м был установлен 31 декабря 1937 года Андре Жапи на «Кодроне» С-620 «Симун» с двигателем Renault «Bengali-6Q».
Фактически рекордных полетов на УТ-21 не было, да и письмо едва ли было отправлено — его оригинал сохранился лишь в архиве ОКБ.
В плане на 1939 год указаны ориентировочные затраты на УТ-21 и сроки предъявления на госиспытания первой машины в октябре, второй — в декабре 1939 года. Но второй УТ-21 так и не построили.
В начале 1939 года в НИИ ВВС испытали УТ-1 с мотором Renault «Bengali-4Q» (140 л.с.), но значительных преимуществ перед серийной машиной с М-11 не обнаружили. Отмечалось, что «мощность мотора остается недостаточной», а ее увеличение на 40 л.с. мало сказалось на летных характеристиках вследствие роста полетного веса с 640 до 700 кг. А.С.Яковлеву предложили устранить выявленные дефекты и предъявить самолет на повторные испытания. Но вместо этого военным представили УТ-21 как более глубокую модификацию УТ-1 с М-11. В НИИ ВВС лишь облетали УТ-21 в соответствии с проводившейся в 1939 году политикой «вытягивания» объектов опытного строительства для ускорения их доводки и раннего выявления качеств новых самолетов. Тогда же обнаружился ряд существенных дефектов, требовавших конструктивных изменений машины и частичной ее перекомпоновки. Предлагалось повысить устойчивость по всем трем осям, доведя центровку с 30,5% до 26%, механическое управление тормозами заменить на пневматическое, установить жалюзи для регулирования температурного режима мотора и т.д.
Установка двигателей «Renault», по оценке НИИ ВВС, ухудшила пилотажные свойства вследствие большого разноса масс вдоль продольной оси самолета, а отсутствие во время облета винта изменяемого шага не позволяло эффективно использовать мощность мотора. При этом пожелали установить звездообразный 9-цилиндровый мотор МГ-31 в 270-320 л.с.
Самолет вернули в ОКБ, его доводка затянулась. Впоследствии из-за предельной загрузки предприятия военной тематикой, А.С.Яковлев отказался от этой работы и передал ее на завод № 47.
С февраля по май 1939 года на заводе № 115 действовал заказ на установку мотора на самолет № 21, но его вскоре перенацелили на машину № 25. В частности, заводские испытания планировались с середины мая до 21 августа 1940 года. Таким образом, УТ-21 переделали в № 25, по которому в архиве сохранилась только компоновка, мало отличающаяся от УТ-21. В сводке НИИ ВВС по состоянию на 15 июля 1939 года фигурирует учебно-тренировочный истребитель № 21/25 с мотором МВ-6 и приведены выше отмеченные результаты облета УТ-21.
Что касается завода № 47, выпускавшего в 1940 году УТ-2 и УТ-3, то он получил задание на постройку двух экземпляров модифицированного УТ-1 с МВ-6. Но вышедшее в начале марта 1940 года постановление Комитета обороны обязывало «переконструировать УТ-1 с М-11 в тренировочный истребитель с одним пулеметом» и построить его в двух экземплярах к 1 и 15 июня.
Вскоре ведущим инженером по самолету назначили Л.И.Лиса, а временно исполняющим обязанности главного конструктора завода № 47 — Е.Г.Адлера. Оба самолета построили к 15 июня 1940 года. Они прошли заводские испытания и были отправлены на завод № 115 для передачи на госиспытания.
Июльским, 1940 года, постановлением КО обязал В.К.Грибовского (а более поздним приказом наркомата — Яковлева и Грибовского) спроектировать и построить одноместный тренировочный истребитель с МВ-6 с максимальной скоростью 300 км/ч и оборудованием для ночного полета, пулеметом ШКАС и фото-кинопулеметом. ТИ-28 Грибовского следовало построить в двух экземплярах и передать на госиспытания 1 марта и 1 апреля 1941 года соответственно.
Из большого числа проектов машин с моторами «Renault», предложенных О.К.Антоновым, Г.И.Бакшаевым, В.К.Грибовским, А.А.Дубровиным, А.С.Москалевым, Н.Н.Поликарповым, Н.К.Скржинским (автожир А-10), Б.И.Черановским, А.С.Яковлевым, до серии дошел лишь УТ-3 с МВ-6. Последние из УТ-3 (построено около двух десятков) не поднялись в воздух из-за отсутствия двигателей. В 1940 году и 1941 году построили 15 моторов МВ-6 (всего 101), но их дефекты так и не устранили, что тормозило доводку ряда аппаратов.
УТ-21 знаменателен как попытка создания легкого самолета для тренировки военных летчиков с применением оружия. Самолет не довели из-за перегрузки ОКБ работой по военным самолетам и неотработанного, не очень удачного двигателя. Но опыт создания УТ-21 наверняка пригодился в 1945 году, когда создали вполне успешный двухместный «учебный истребитель» Як-11 с пулеметом.
УТ-21, как и его предшественник, имел низко расположенное крыло, со щитками и неубирающееся шасси. Крыло — деревянное двухлонжеронное, неразъемное, обшито сверху и снизу фанерой. Фюзеляж — прямоугольного сечения, ферменного типа, сварен из стальных труб. Ферма фюзеляжа состояла из четырех лонжеронов и девяти рам. Фонарь, закрывавший кабину пилота, имел обтекаемую форму и в то же время давал прекрасный обзор. Козырек фонаря отштампован из цельного листа плексигласа. Боковая стенка с левой стороны откидывалась, а верхняя часть — сдвигалась назад по полозкам. Такая конструкция позволяла летчику легко открыть фонарь в случае аварии. Неубирающееся безосное шасси состояло из двух амортизационных стоек, подкрепленных подкосами. Стойки и боковые подкосы крепились к лонжеронам. Костыль представлял собой рессору, набранную из 5 стальных листов.
Управление самолетом смешанное: жесткие тяги шли к рулю высоты и элеронам, а тросы — к рулю направления. Каркас хвостового оперения выполнен из дюралевых профилей и обшит полотном. Для повышения жесткости оперение подкреплено двумя подкосами, идущими от фюзеляжа к переднему лонжерону стабилизатора, и четырьмя расчалками, связывавшими фюзеляж с лонжеронами стабилизатора и киля. Руль высоты — из двух половинок. Руль направления аналогичен по конструкции рулю высоты. Кабина пилота — закрытого типа. Ее мягкая обшивка, удачное расположение приборной доски и деталей управления самолетом и мотором создавали необходимые комфорт и удобства пилоту.
ЛТХ:
Модификация: УТ-21
Размах крыла, м: 7,80
Длина, м: 6,40
Высота, м: 2,05
Площадь крыла, м2: 9,58
Масса, кг
-пустого самолета: 611
-максимальная взлетная: 831
Тип двигателя: 1 х ПД Renault «Bengali-6Q»
-мощность, л.с.: 1 х 220
Максимальная скорость, км/ч: 322
Крейсерская скорость, км/ч: 290
Практическая дальность, км: 715
Скороподъемность, м/мин: 370
Практический потолок, м: 7000
Экипаж, чел: 1.
Учебно-тренировочный самолет УТ-21 (Я-21).
Учебно-тренировочный самолет УТ-21 (Я-21).
Учебно-тренировочный самолет УТ-21 (Я-21).
Учебно-тренировочный самолет УТ-21 (Я-21).
Самолет УТ-21 в полете.
УТ-21. Рисунок.
Компоновочная схема УТ-21.
УТ-21. Схема.
УТ-21. Схема.
Список источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.
Б.Л.Симаков. Самолеты страны Советов. 1917-1970.
Крылья Родины. Юрий Засыпкин. С моторами Рено-6. О тренировочных самолетах А.С.Яковлева.
Крылья Родины. Евгений Адлер. Из воспоминаний авиаконструктора.
Сайт «Уголок неба». 2014 страница: «Яковлев УТ-21(Я-21)».
Антология Як. (Airfield.narod.ru).