ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ЭТАП — САМОЛЁТЫ «120» И «126»
Все Ла-7 собирали с моторами АШ-82ФН (так с марта 1944 г. именовался М-82ФН). Летом 1944 г. прошёл стендовые испытания новый мотор АШ-83. По сравнению с предшественником его взлётная мощность возросла незначительно, всего на 50 л.с. (менее 3 %), но в совокупности с боевым режимом и большей высотностью он обещал заметное улучшение лётных характеристик самолёта. Лавочкин немедленно опробовал АШ-83 на Ла-7. В августе опытный истребитель с этим двигателем впервые преодолел 700-километровый рубеж скорости.
Вслед за этим перспективный, как казалось, мотор смонтировали на новом истребителе «120». Этот самолёт внешне почти не отличался от Ла-7, но если заглянуть под обшивку, то можно было обнаружить немало узлов из металла, снизивших вес планера почти на 150 кг. У Ла-5ФН и всех предшествовавших машин Лавочкина фюзеляж делился на раму-лафет в передней части и деревянный монокок сзади, выклеивавшийся из шпона. На самолёте «120» применили более рациональную конструкцию фюзеляжа: появился разъём за пилотской кабиной. Спереди от него находилась цельнометаллическая секция, а сзади — деревянная. Это позволило расширить кабину пилота. Крыло стало однолонжеронным, а не двухлонжеронным, как у ЛаГГ-3 и Ла-5. Вес одного его квадратного метра снизился до 22 кг (для сравнения: у Ла-5 — 23,8 кг, у немецкого истребителя Мессершмитт Bf 109G-2 — 22 кг, у американской «Аэрокобры» — 21,4 кг). Шасси облегчили на 22 кг.
Истребитель «120» на испытаниях.
Мотор АШ-83.
Замена 20-мм пушек СП-20 на НС-23С калибра 23 мм, установленных на новом ферменном лафете, увеличила секундный залп бортового оружия почти в полтора раза. Но, пожалуй, самым важным отличием стало впервые применённое крыло с ламинарным профилем, позволившее увеличить максимальную скорость на 20 км/ч.
Испытания самолёта «120» начались в январе 1945 г., а в июле на нём достигли скорости 735 км/ч, что на 24 км/ч превышало аналогичный показатель опытного образца Ла-7 с таким же мотором. И всё это на номинальном режиме работы двигателя, а ведь у него имелся резерв — боевой режим, который, правда, так и не довелось опробовать. АШ-83 требовал доводки, за время испытаний на истребителе сменили пять моторов. Видимо, это обстоятельство и стало причиной прекращения дальнейшей работы над этим двигателем. Поскольку АШ-83 не смог достичь требуемого уровня надёжности, его выпуск довольно быстро прекратили. После войны ряд технических решений, опробованных на нём, использовали при создании двигателя АШ-82Т. Так АШ-83 решил судьбу самолёта «120», построенного всего в двух экземплярах.
Один из них в 1945 г. превратили в «полуреактивный» истребитель «120Р». При его проектировании использовали опыт, полученный при испытаниях более ранних аналогичных машин Ла-7Р-1 и Ла-7Р-2. Поршневой мотор дополнили ЖРД РД-1ХЗ, установленным в хвостовой части фюзеляжа. ЖРД, развивавший тягу в 300 кг, позволял ненадолго, но значительно увеличить скорость самолёта; при этом возрастала и скороподъёмность. Такой истребитель мог быть использован как перехватчик малого радиуса действия для защиты особо важных объектов. По замыслу конструкторов, «полуреактивный» самолёт должен был быстро набирать высоту и догонять противника. Но после израсходования горючего и окислителя ЖРД и его баки становились бесполезным грузом, ухудшая лётные данные машины. Кроме того, для размещения баков для ЖРД приходилось частично жертвовать запасом бензина для поршневого мотора. Это ограничивало дальность полёта.
Самолёт «120Р» на испытаниях.
Запуск жидкостного ракетного двигателя РД-1ХЗ.
Жидкостный ракетный двигатель РД-1ХЗ (без обтекателя) в хвостовой части перехватчика «120».
Двигатель РД-1ХЗ работал на керосине и азотной кислоте, подававшихся из отдельных баков насосным агрегатом, приводившимся от мотора АШ-83. Буквы «ХЗ» означали «химическое зажигание» с помощью самовоспламеняющихся компонентов. Бак окислителя, вмещавший 270 кг азотной кислоты, находился в центроплане, а бак горючего (на 60 кг керосина) — в правой консоли крыла. Этого хватало на 3–3,5 мин полёта. При этом запас бензина сократился до 210 кг. Управление ЖРД осуществлялось с помощью рычага газа и пускового крана (вентиля).
Прежде чем установить на самолёт «120» двигатель РД-1ХЗ, машину пришлось основательно перекомпоновать и полностью заменить хвостовую часть фюзеляжа вместе с оперением. Для компенсации дополнительного веса вместо одной из пушек НС-23 поставили более лёгкую Б-20. Мотор АШ-83 для сохранения центровки сместили на 70 мм вперёд. Для той же цели «переехали» на другие места аккумулятор, маслобак и воздушный баллон. Внесли и кое-какие другие, более мелкие изменения. В результате появился самолёт «120Р».
Несмотря на использование в силовой установке таких кислотостойких материалов, как чистый алюминий и его сплавы, а также нержавеющая сталь, агрессивная кислота, попадая на некоторые агрегаты и узлы, безжалостно их разъедала, приводя в негодность. Подготовка самолёта к полёту была сопряжена с постоянной опасностью, особенно в момент заправки бака окислителем. Ядовитые пары азотной кислоты вызывали законную настороженность и у лётчиков, и у наземного состава. Надёжность РД-1ХЗ была выше, чем у его предшественника РД-1, но никто не мог дать гарантии, что вместо запуска не произойдёт взрыв, что уже имело место на Ла-7Р-2.
На испытаниях, кроме доводки ЖРД, пришлось повозиться с доработкой топливной и масляной систем истребителя. На самолёте «120Р» из шестнадцати полётов с работающим ЖРД удалось сделать лишь семь. В одном из них зарегистрировали скорость 725 км/ч, то есть дополнительный двигатель дал прирост 103 км/ч. Самолёт «120Р» публично продемонстрировали на воздушном празднике в Тушино в 1946 г., пилотировал его лётчик А. В. Давыдов. Испытания этой машины завершились 13 августа, когда из-за воспламенения смеси компонентов топлива в подкапотном пространстве ЖРД обгорели хвостовая часть фюзеляжа и оперение. К этому времени ресурс мотора АШ-83 был почти выработан, да и планер истребителя оказался подпорчен азотной кислотой. Это поставило точку в биографии самолёта «120Р».
Прямым развитием конструкции типа «120» стал самолёт «126». Он проектировался первоначально тоже под мотор АШ-83, но из-за прекращения производства последнего на него поставили АШ-82ФН. На этой машине окончательно отработали крыло с ламинарными профилями. Давление на поверхности крыла, набранного из профилей ЦАГИ «160545», «150545» и «14145», распределялось так, что необходимость в автоматических предкрылках, устанавливавшихся на Ла-5 и Ла-7, отпала. Таким образом, удалось устранить серьёзный дефект, свойственный предыдущим истребителям Лавочкина, — несинхронный выпуск предкрылков, которых просто не стало. Теперь лётчик чувствовал приближение к критическому углу атаки по лёгкому подрагиванию ручки управления. В штопор самолёт входил плавно и при правильном отклонении органов управления выходил из него без запаздывания. Однолонжеронное крыло у типа «126» имело полностью металлический набор и фанерную обшивку.
