發展沿革
研發歷程
雅克-7和雅克-9的前身是作為高級教練機原型開發的UTI-26。就在二戰爆發前,蘇聯政府決定加緊新型戰鬥機的開發以應付日後德國的軍事進攻,不過這一決定實際上已經晚了好幾年。堪稱軍用飛機發展史上一個里程碑的波利卡爾波夫I-16反而在某種程度上阻礙了蘇聯新一代戰鬥機的研製和發展。為了確保在最短的時間內至少有一種新型戰鬥機能順利定型投產,空軍決定讓雅克福列夫設計局,拉沃契金設計局和米格設計局各自負責研製開發一種戰鬥機原型。當然,型號繁雜意味著生產和使用維護上的種種不便;因此,當有人提出需要為新型戰鬥機配套研製一種先進的高級教練機時,蘇聯紅軍空軍(VVS)權衡再三,最後卻只要求雅克福列夫設計局設計一種與新型號戰鬥機性能相近的教練飛機,也既是說不管今後會被分配駕駛何種型號的戰鬥機,飛行學員的最後一節駕駛課將會在雅克教練機上度過。空軍這樣考慮自然有它的道理,畢竟雅克福列夫所設計的 UT-1 和 UT-2 教練機在蘇聯國內享有盛名。
雅克福列夫倒也不負眾望,很快就交出了他的設計——UTI-26。這主要歸功於他靈活地理解了“新教練機的性能必需和新一代戰鬥機的性能儘可能地相似”這句話,大量挪用了雅克-1戰鬥機的第二架原型機I-26-II的設計所致。舉例來說,兩種飛機都採用了1,050馬力的克里莫夫M-106P發動機和一副WISh-61P螺旋槳,主起落架和起落架艙門也完全相同。不過這么一來,雅克-1的主要缺點也都被新教練機原封不動地繼承了下來,歸納起來有以下幾點:首先,發動機在飛行中容易過熱,潤滑油也常常漏得到處都是,甚至噴到前風擋上而嚴重影響飛行員的視界。其次,飛機的重心太靠前,容易在滑跑時拿大頂。還有,相對於飛機的重量來說,主輪的直徑太小;起落架收放系統的鎖定裝置更是麻煩不斷,要么收不起來,要么收起了卻放不下。最後一點更在試飛中釀成嚴重事故,使得軍方的評估飛行不得不因此中斷了十一天。
UTI-26-I有一個串列式的雙人座艙,學員和教練可以通過RPU(橡膠傳聲管)通訊系統交談。新飛機在機頭安裝了兩挺各備彈500發的7.62毫米ShKAS機槍,主要用於學員的機載火器射擊訓練。總而言之,雖然有不少缺點,但瑕不掩瑜,只要針對各種缺陷加以改進,這種VVS急需的飛機就可以進入批量生產。需要指出的是,在軍方對UTI-26做官方測試時,有一架UTI-26-I被送到了第十一戰鬥航空團(11stIAP)配合最初出廠的十架雅克-1型戰鬥機對該部隊的飛行員進行兩天的轉型訓練,效果非常突出,被一致評價為“這是蘇聯空軍即將不可或缺的一種飛機”。
第二架原型機UTI-26-II根據各方的意見作了很多改進,程度之大幾乎可以使人認為這是和一號原型機並行發展的另一種飛機。最遭人非議的起落架是修改的重點,主輪直徑從600毫米增加到了650毫米,尾輪直徑也達到了300毫米。同時採用了新的起落架支柱和鎖定裝置,後來還修改了起落架艙門的形狀。另一個重要的改進是增大了水平尾翼和方向舵的面積——前者的面積從1.82平方米增加到了1.93平方米,後者則從1.12平方米增加到了1.23平方米,此舉大大改善了飛機的操縱性和飛行時的穩定性。還有,發動機換成了相同馬力但技術上已經成熟的M-105PA引擎(源於Hispano-SuizaHS12Y液冷發動機的派生型),該發動機配有一台二段二速的增壓器,適合在中低空使用。除了這些,還有不少地方做了雖不明顯但很重要的變動,而其中最有趣的是新飛機在其螺旋槳軸上改用了Bf109所使用的槳軸固定螺栓(魯迅先生提倡的“拿來主義”所結出的豐碩成果),使得螺旋槳的拆卸和維護更加方便。
航空委員會對UTI-26-II所進行的測試一直延續到1941年的2月14日,最後的結果非常令人滿意。這架飛機的操縱性能比起於半年前進行相同測試的雅克-1來有過之而無不及,在飛行時基本不會進入危險的尾旋(除非故意為之),即使遇上了這種情況飛機也能很輕易地改出。由於對不可靠的起落架做了大幅修改,相較於雅克-1戰鬥機來說新教練機在起飛和著陸時更加安全。另外,試用過該機的飛行員們還對座艙的寬敞舒適及視界的優良讚不絕口。原型機定型UTI-26-II在試飛中的表現近乎完美,甚至當軍方的測試結束後,原型機被直接送到了12thIAP(第十二戰鬥航空團)加入現役。在那裡,除了訓練任務外,在1942年該機還參加了一項有趣的試驗——在兩翼下各加裝了一台DM-4S衝壓式噴氣發動機來提升性能。不過這次試驗談不上成功,整架飛機的重心太靠前,起飛中往往一個小小的顛簸都會讓飛機來個拿大頂;而且,高危險性的燃料也缺乏任何安全措施的保護。終於,軍方決定了在釀成任何的重大事故前就放棄這項計畫,這一對混合動力的研究項目也就因此告一段落。
由於雅克-7為了容納第二個乘員而改變了後機身的形狀,這必然影響到飛機的重心。為了重新取得平衡,勢必要調整某些配置,而雅克福列夫選擇了向前移動機腹下的散熱器。因此,雅克-7/9系列飛機的座艙前緣和機腹散熱器前緣在同一條垂直線上,而雅克-1/3系列則不然。此外,當這兩種飛機停在地面上,擁有兩片式起落架艙門的是雅克-1/3系列飛機,如果起落架艙門是一整片的話,就鐵定是雅克-7/9系列。
由於各級航空學校對新教練機的需求甚殷,航空工業委員會在1941年3月4日發布命令,正式將新教練機命名為Yak-7UTI,並要求位於莫斯科的GAZ301(第301國家飛機廠)立刻從雅克-1轉產雅克-7。
生產型號
第一架生產型的Yak-7UTI(生產序列號01-02)在1941年的5月18日由蘇聯著名試飛員P.J.Fedrovi駕駛進行了首次試飛,在原型機上暴露出來的引擎過熱問題(該問題是二戰中所有雅克戰鬥機的通病)在雅克-7生產型上通過將發動機轉速的限制從2,700轉/分鐘降到2,350轉/分鐘得到了部分解決。另外,為了簡化生產,用固定式尾輪取代了原型機上的可收放式尾輪,並取消了機頭右側的7.62毫米機槍。
Yak-7UTI在莫斯科的生產一直持續到同年10月第301國家飛機廠撤退為止,之後由位於諾沃西博爾斯克(Novosibirsk)的GAZ153接手製造,該型號的總產量為186架(其中145架生產於1941年)。蘇聯空軍當時唯一的制式高級教練機的產量竟會如此的少,其實照著軍方的計畫在1941年就必須製造600架Yak-7UTI,但戰爭的爆發阻止了一切。前線急需的是戰鬥機,因此雙座的雅克-7教練型的生產不得不延後七個月之久,甚至一些已經完工的Yak-7UTI也被送到了作戰部隊,在駕駛艙後部加上了一台AFA-IM航空照相機執行偵察任務,而被非正式地稱為Yak-7R。
性能數據
機長:8.5米
翼展:10米
翼面積:17.15平方米
空重:2285公斤
滿載:2800公斤
最高速度:586公里/小時(4,500米高度);490公里/小時(海平面)
爬升率(5,000米):6.6分鐘
航程:643千米
武裝:一挺7.62毫米ShKAS機槍,1支20毫米口徑機炮;
衍生型號
雅克-7V
戰爭後期,當前線戰鬥機的補充需求大致可以滿足後,雙座教練型的生產重新被提到了議事日程上。隨著戰爭的不斷發展,使用老式的UTI-2和UTI-4(I-16的教練型)很明顯不能保證學員在畢業前體會到當時正大量進入部隊的新一代戰鬥機的某些操縱特性。
雖然Yak-7UTI是一種很好的教練機,但空軍又提出了新的改進方向,他們要求在原來的基礎上研製一種成本更低,更易生產的型號。為了迎合這個要求,設計人員決定在新型號上採用簡便結式的固定式起落架。當然,固定了起落架,那機翼內的起落架艙也就用不上了,索性加以覆蓋整型。但為了讓飛行學員能掌握收放式起落架的操作,座艙內還是安排了一個模擬的起落架收放操縱桿。另外,新機型索性去掉了Yak-7UTI上僅有那挺7.62毫米機槍,此外,座艙里也拆掉了不少裝備,包括RPU系統。但是當Yak-7V正式定型生產後,不少原先被刪減的設備在生產過程中又漸漸地加了回去。
對新機型的測試從1942年的2月18日一直延續到3月4日,讓所有人歡欣鼓舞的是試驗表明採用固定式起落架對飛機的性能和操縱品質並沒有什麼太大的影響。除了有兩個座位及兩套操縱系統外,和戰鬥機型沒有多大不同。
Yak-7V的正式生產始於1942年的5月,到1943年12月生產線關閉為止共有510架該型號的飛機交付使用,此外,還利用剩餘的Yak-7B戰鬥機改造了87架。不過,當考慮到二戰中蘇聯共培養了多少個戰鬥機飛行員後,這個數字相較之下仍然顯得偏小。
技術數據:
機長:8.5米
翼展:10米
翼面積:17.15平方米
空重:2,210公斤
滿載:2,725公斤
最高速度:472公里/小時(4,500米高度);410公里/小時(海平面)
爬升率(5,000米):6.6分鐘
航程:615公里
升限:9,900米
武裝:無
戰鬥機型
為了提高Yak-7UTI的產量,雅克福列夫設計局特地派出了以工程師K.A.席納爾舒奇科夫(K.A.Sinelshchikov)為首的設計小組進駐GAZ301組織和指導新式雅克教練機的生產。這位工程師對Yak-7UTI的性能推崇備至,堅定地認為完全可以和第一流的戰鬥機媲美。因此,當戰爭一開始,他就積極向上進言,要求將雅克-7改成戰鬥機型加以利用。他的建議可說是恰逢其時,蘇聯空軍在“巴巴羅薩”行動中受到了災難性的打擊,正愁找不到足夠數量的戰鬥機來補充損失,當然立刻加以採納,要求雅克福列夫設計局對此想法儘快落實。
由於雅克-7教練機的性能本來就和蘇軍當時的先進戰鬥機如雅克-1等相差不遠,所以設計上必需的改動也就非常有限了。最後,相較於原來的教練機型,設計上的主要改動包括:
(1)為了在戰鬥中保護飛行員而在教員座艙的後方安裝了一塊防彈鋼板
(2)用自封防彈油箱取代了原先的簡易型油箱
(3)大幅強化了飛機的武裝,原來的一挺7.62毫米機槍被改成了一門安裝在發動機氣缸中間備彈120發的ShVAK20毫米機炮外加機頭上兩挺各備彈750發的7.62毫米ShKAS機槍;並在每邊機翼下各加裝了三個RS-82火箭彈的發射導軌
一架Yak-7UTI(機號04-11)被選中作為原型加以改造,儘管在外觀上和原來的教練型沒有什麼不同(甚至還保留了後部的教員座艙),新飛機在許多方面卻都超過了已名聲在外的雅克-1戰鬥機。這主要體現在採用了更堅固的起落架及更適合飛機重量的主輪,而正因為這一點無形中改變了飛機的重心,使得雅克-7在縱軸上更加穩定。修改後的水平尾翼也顯著提升了飛機的操縱性。雅克-1飛機在滑跑時常常向前翻轉的毛病在雅克-7上也得到了控制,而最受好評的還是那個被保留下來的教員座艙。部隊里的飛行員們很快發現了它的各種用處,包括安裝專用設備執行特殊任務,或者用來幫助座機被擊落後身陷敵境的已方飛行員逃出生天。
蘇聯國防委員會很快認識到了Yak-7戰鬥機的優越,在1941年的8月14日和同月23日兩次示意雅克福列夫將該機投入大批量生產。不久,航空工業部又用命令的形式重申了這一要求。這么一來,新機型終於上了生產線,GAZ301在搬遷前的兩個月(1941年9月和10月份)里共製造了51架飛機,而西伯利亞的GAZ153在當年12月才成功轉產,到年底共製造了11架雅克-7的戰鬥型。
要說明的是,批量生產的飛機當然不如原型機製造得那樣考究,性能因此有所損失也是理所當然的事。與UTI-26-I相比較,生產型爬升到5,000米需要耗時6.8分鐘,足足慢了一分多鐘。起落架,發動機還有氣動系統也因為製造工藝上的缺陷而故障頻頻。不過,這畢竟只是雅克-7戰鬥型發展史的一個開頭,新飛機的潛力仍然是很大的。
技術數據:
機長:8.5米
翼展:10米
翼面積:17.15平方米
空重:2,477公斤
滿載:2,960公斤
最高速度:560公里/小時(5,000米高度);471公里/小時(海平面)
爬升率(5,000米):6.8分鐘
航程:643公里
升限:9,250米
武裝:一門20毫米ShVAK機炮,兩挺7.62毫米ShKAS機槍。並可攜帶六枚RS-82火箭彈。
雅克-7A
正當 雅克-7 戰鬥機開始在工廠投入小批量試生產時,對這種很有潛力的戰鬥機進行改良的計畫已經展開,並一直持續到 雅克-9 出現取代前者為止。由於開發時間太短,蘇聯在二戰初期投入使用的幾種新式戰鬥機都是不折不扣的急就章,因此在生產同時對設計進行各種小修小補也就在所難免;另外,由於生產質量低下造成了飛機性能上的顯著下降,所以工廠也急於找到某種補救措施來緩解這種不受歡迎的發展趨勢。這批生產線上的改良型被稱為 雅克-7A,當然,所有的改造並不是一蹴而就,而是根據前線反饋的使用情況而陸續引入生產流水線的。這么一來,雅克-7A 也就因為生產批次的不同而有了或大或小的差異,基本情況如下:
——從第十四序列開始,引入了採用發動機廢氣填充燃料箱工作原理的發動機性能提升裝置。
——從第十五序列開始,所有金屬部件都採用銅製連線件連線。
——從第十六序列開始,燃料表由電動的改成機械式的,位置也移到了機翼上表面。駕駛員可以透過機翼上的樹脂玻璃片看到讀數。
——另外,從第十六序列的第三十一架飛機開始,工廠開始在雅克-7A上安裝無線電通訊設備。其中,RSI-4 無線電接受機被安裝在儀表版的右側,而 RSI-3 無線電傳送機則被安置在飛行員的座椅後。同時,儀表版的材料改成了樹脂玻璃,使得機艙內的光線分布更加柔和平均,不至於在夜間飛行時影響飛行員對儀表的觀察。
——從第十七序列開始,後部教練座艙改為採用三合板遮蓋。機身上的排氣口被填補,所有廢氣全部從排氣管排出。
——從第十九序列開始,雅克-7 的尾輪改成了氣動的可收放式,而主起落架艙的前方也加上了一塊板壁,使其徹底與發動機隔離,避免了發動機散發的熱量對橡膠輪胎的不利影響。
另外還有一個從外觀上不容易察覺的改進,機炮的壓氣式供彈裝置被機械式取代。襟翼也加以簡化,只能設定在 0 度或 55 度,取消了原先 15 度的選項。經過這種種修改後,儘管比起 I-26UTI 原型機來仍有差距,但雅克-7A 的性能已經有了不小的進步。最大平飛速度比起 雅克-7 來整整快了 20 公里/小時,就算換上雪橇也比 雅克-7 快 10 公里/小時。同時,在海平面的平飛極速達到了約 495 公里/小時,而在 5000 米空中則可以達到 571 公里/小時的時速。不過由於缺少製作飛機輪胎的橡膠,不少 雅克-7A 只有暫時用雪橇充數,雖然操縱性並沒有受到太大的影響,但最高速度卻一口氣下降了 60 公里/小時。
軍方對 雅克-7A 的測試非常滿意,甚至在全面測試結束前就已經下令將這種機型投入大批量生產。正式生產始於 1942 年 5 月,在轉產 雅克-7B 之前,153 工廠總計生產了 277 架 雅克-7A,這些飛機在前線的表現可圈可點,讓飛行員非常滿意,有些甚至直到 1944 年還在第一線作戰,對抗德國人最新銳的 Fw 190 和 Bf 109 改型。
技術數據:
機長:8.5 米
翼展:10 米
翼面積:17.15 平方米
空重:2523 公斤
滿載:3008 公斤
最高速度:555 公里/小時(5000 米高度);451 公里/小時(海平面)
爬升率(5000 米):6.8 分鐘
航程:590 公里
升限:9250 米
武裝:一門 20 毫米 ShVAK 機炮,兩挺 7.62 毫米 ShKAS 機槍。並可攜帶六枚 RS-82 火箭彈
雅克-7BBM-105PA
為了進一步提高飛機性能並加強火力,新的 雅克-7 改良型出現了。當時,就連國家航空研究院(CAGI)也為了改進 雅克-7 而出謀劃策,向設計局不斷提供最新的研究結果。在多方的努力下,終於,被稱為 雅克-7B 的改良型號問世了。
首先,是武器系統。機頭的兩挺 7.62 毫米 ShKAS 機槍被 12.7 毫米口徑的 UBS 機槍所取代,其中左側的機槍備彈 260 發,而右面的那挺則備彈 140 發。為此還在引擎整流罩上方出現了兩個突起以容納體積有所增大的 UBS 機槍。不過引擎中那門備彈 120 發的 20 毫米 ShVAK 機炮則保持不變。這么一來,雅克-7B 可以在一秒鐘的齊射中向敵機傾瀉約 2.72 公斤的彈丸,強於德國人的 Bf 109F 和 Bf 109G-2,對地方的轟炸機是一種更大的威脅。另外,雅克-7B 還可以攜帶 6 枚 RS-82 火箭彈,或兩枚 25 至 100 公斤的炸彈。不過,像 雅克-1 一樣,GKO(國防委員會)在 1942 年 4 月 10 日發出命令,不再在戰鬥機上安裝火箭彈發射導軌。另外,儘管按照設計每一架飛機上都要安裝無線電裝置,但由於實際情況所限,每十架飛機中只有一架會安裝無線電發報機,其他則只安裝無線電接收裝置。因此,只有航空團或中隊的指揮官才有可能駕駛擁有雙向無線電收發裝置的飛機。
還有,翼根進氣口和機頭下的滑油散熱器形狀(其實在 雅克-7A 的後期型上已經改了)也有所改變,就連可收放的尾輪也裝上了活動艙門,可以在飛行時完全將其覆蓋。另外,隨著工人們熟練程度的提高,飛機的蒙皮更加光滑流線,同樣對性能的提高有不小的貢獻。
雅克-7B 的原型機(生產編號 14-13)在 1942 年 1 月 28 日至 2 月 5 日這短短几天中由試飛員科且特科夫(A.G.Kochetkov)駕駛匆匆忙忙地進行了測試(為了進一步縮短新飛機的定型投產時間,工廠內部飛行測試和國家飛行測試評估放在一起進行)。總的看來,雖然飛機的總重量又有所增加,但性能仍舊不讓 I-26UTI。測試報告中對這種型號的優異性能大加讚揚,並突出強調了 雅克-7B 對新的發動機及武器系統的兼容性。在這一基礎上,國防委員會同意將 雅克-7A 生產線立刻轉產 雅克-7B。於是,裝備 M-105PA 發動機的 雅克-7B 開始在 153 工廠投入生產,從 1942 年 4 月至同年 7 月,共有 261 架飛機走下生產線。新飛機的戰術價值立刻在前線的激烈戰鬥中受到了檢驗,據 202 殲擊航空兵師(202.IAD)報告,德國人的 Bf 109F 在垂直機動(爬升和俯衝性能)上占有優勢,平飛速度也在 雅克-7B 之上;但盤旋性能則是後者明顯要高出一籌,不過飛行員後部視野較差,缺少防彈玻璃保護及座艙罩賽璐珞質量低劣則限制了飛機格鬥性能的發揮。同時,M-105PA 發動機對於 雅克-7B 來說馬力不足,機頭散熱器(雖然外形已經經過改良)還是造成了過大的飛行阻力。
由於動力偏低,雅克-7B 要求較長的跑道才能順利起飛和降落,同時飛機的中心太過靠前,容易在滑跑時發生事故。為了糾正飛機的重心,從 4 月 20 日起,前線的機械師們索性在後部座艙內加上了一個容量為 80 升的燃料箱。不過這個創舉卻受到飛行員的一致批評,認為在座椅後放上一個沒有保護的燃料箱實在太過冒險。終於,在同年 9 月 22 日和 10 月 1 日,GKO 連續發出兩道命令制止這種做法,不過這時所有的燃料箱早就已經被前線機靈的飛行員們統統拆掉了。
技術數據
機長:8.5 米
翼展:10 米
翼面積:17.15 平方米
空重:2520 公斤
滿載:3042 公斤
最高速度:580 公里/小時(5,000 米高度);500 公里/小時(海平面)
爬升率(5,000 米):6.5 分鐘
航程:700 公里
升限:10000 米
武裝:一門 20 毫米 ShVAK 機炮,兩挺 12.7 毫米 UBS 機槍。並可攜帶六枚 RS-82 火箭彈或兩枚 25 至 100 公斤炸彈
雅克-7BM-105PF
眾所周知,解決飛機引擎馬力不足問題的最好方法就是換上一台更強勁的發動機。雅克福列夫飛機設計局的工程師們對此當然也不陌生,但遺憾的是,這個問題的主動權現在卻掌握在克里莫夫發動機設計局的設計人員手中。很明顯,如果沒有合適的發動機可用,雅克-1 和 雅克-7 戰鬥機新改型的研製工作都將被延誤。為了這個緣故,蘇聯航空工業派駐克里莫夫設計局的代表天天給開發小組的工程師們施加壓力,在這種情況下,設計局承諾儘快完成新發動機的開發工作。
新發動機原型被安裝到一架 雅克-7A 型戰鬥機的機體上(生產編號 22-41)進行試驗,其配備的增壓器的最大工作壓力逐步從 950mm 提高到 1000mm,不久又增加到 1050mm。在這種情況下,新引擎的最高出力達到了 1,150 馬力(而原先的 M-105PA 為 1,080 馬力)。一言以蔽之,對這種發動機的測試結果非常令人滿意。在雅克福列夫的影響之下,國防委員會同意將該型號發動機以 M-105PF 為名儘快投入大批量生產。
最先有幸安裝新發動機的飛機是正在生產中的 雅克-7A 戰鬥機二十二系列,同時引入生產線的還有一些其他方面的改良。不過為了避免影響生產,改動的範圍和幅度都很小,相對的對飛機性能的提高也沒有多大的貢獻。在這方面的一項嘗試是設法減輕飛機的重量,蘇聯工程師們可說是為此絞盡了腦汁。採取的舉措包括,用較輕質地的材料製作駕駛員的座椅靠背,取消安裝在機身骨架上的地面牽引用掛鈎,改動起落架艙門的設計等等……。不過由於發動機的重量有了增加,比起原先裝了 PA 引擎的的 雅克-7 來全機重量也只下降了 30 公斤而已。
由空軍進行的接收測試僅僅只用了 11 天(1942 年 5 月 30 日~6 月 9 日),新飛機在海平面高度附近的極速增加了 14 公里/小時,達到 514 公里/小時,而在 M-105PF 的最佳工作高度——3,650 米時,最大平飛速度可達 596 公里/小時,比起原來快了 20-35 公里。再往上,則搭載 PA 和 PF 兩種發動機的飛機性能基本相同。得益於發動機馬力的增加,新飛機的爬升率亦有了明顯的提高,爬升至 5,000 米約需 5.8 分鐘(原來則為 6.2 分鐘)而且操縱起來更加順暢。不過飛機在最高速下的航程有了略微的下降。
不過,有些不良操縱品質並沒有太大的改良,其中的幾項甚至有所惡化。比如說,由於取消了安裝在後部座艙內的燃料箱,整架飛機的中心嚴重前移,使得“拿大頂”重新成為飛機在地面滑跑階段極容易發生的現象(此點可說是雅克系列戰鬥機的痼疾)。這一現象是如此的嚴重,以至於當新飛機還在地面試車時,機尾就已經翹了起來。最後,當進行在地面上試驗發動機的滿功率運行時,不得不動員好些地勤人員坐在水平尾翼上才能保障了實驗的順利進行!同時燃油系統和冷卻系統也很不可靠,風擋上往往全是發動機漏出的燃料油(在飛機做大角度爬升時特別容易發生)。同時,1943 年 5 月前生產的飛機不能平均消耗左右兩個機翼內的燃料,這一點對於在飛行中保持飛機的平穩非常不利。幸好在那之後,工廠開始用三路接頭替換了原來的雙路接頭,讓飛行員可以自由選擇使用任一燃料箱,不過,這要求飛行員在飛行時時刻關注飛機的燃料消耗情況,也不是一項輕鬆的工作。
NII V-VS(軍事航空科學研究院)的專家抽查了一些 153 工廠生產線上的飛機(這時正生產到第二十二系列)的質量,結果實在讓人放心不下。儘管 153 廠生產這個型號的飛機已經不是一天兩天的事,但其生產環節上的許多問題仍舊沒有解決。由於工人的熟練程度不同,每架飛機的性能和質量都有差異。因此,雖然性能參數寫明在某一個高度的極速為 567公里/小時,但實際上卻往往有+10/-7 公里/小時範圍內的誤差,同時每架飛機的升限也不盡相同(有近八百公尺的浮動範圍)。
不過,所有這些缺陷都不能影響 雅克-7B 的大批量生產,反正只要能飛,就不算是次品。位於諾沃西博爾斯克的 153 廠和位於莫斯科的 82 廠夜以繼日地生產這種前線急需的飛機直到 1944 年中,共有 5,120 架裝備 M-105PF 引擎的雅克-7B 交到 VVS 手中。也許有人會覺得奇怪,蘇聯空軍早在 1942 年就拿到了它的第一架 雅克-9 戰鬥機,為什麼不停止 雅克-7 的生產而全力生產更優秀的 雅克-9 呢?我想這主要是由於兩個原因,第一,1943 年時蘇聯輕金屬(鋁材)的供應仍舊不能徹底滿足需要,大量生產木頭飛機方為上策。第二,1943 年中 VVS 的損失率仍舊相當驚人,平均下來每一天都要丟掉 32 架飛機(其中 16 架為攻擊機),這么一來,一年中前線需要補充的飛機數就達 11,700 架!當然不能冒著停產一段時間的危險貿然轉產其他型號,這對當時的蘇聯空軍來說是明顯無法承受的。
1942 年 8 月,裝備 M-105PF 發動機的 雅克-7B 初次出現在史達林格勒戰場,由著名的 42 戰鬥航空團飛行員駕駛進行實戰測試(42IAP 的指揮官是名聞遐邇的 F.I.Shinkarenko)。該部隊是 VVS 中試驗色彩極其濃厚的一個單位,常常率先採用新裝備,新戰術甚至新迷彩方案在實戰中做測試。在使用中,飛行員們覺得有必要進一步改善 雅克-7B 的後方視界,大膽建議設計局採用水泡型座艙。於是,從 1942 年底開始,出廠的 雅克-7B 有了截然不同的外觀,乍一看到象是早期型號的 雅克-9 戰鬥機了。(這是蘇聯空軍中第一種採用該座艙的戰鬥機,甚至早於 雅克-1 的後期型)。
技術參數:
機長:8.5 米
翼展:10 米
翼面積:17.15 平方米
空重:2490 公斤
滿載:3010 公斤
最高速度:570 公里/小時(5,000 米高度);514 公里/小時(海平面)
爬升率(5,000 米):5.8 分鐘
航程:645 公里
升限:9900 米
武裝:一門 20 毫米 ShVAK 機炮,兩挺 12.7 毫米 UBS 機槍。並可攜帶六枚 RS-82 火箭彈
雅克-7B MPVO
同 雅克-1 戰鬥機類似的情況是,不少 雅克-7B 型被改成了專用的截擊機,籍此滿足防空部隊的需要。這些經過特殊改良的飛機與普通 雅克-7B 略有不同,最明顯的外部差別是在左側主翼前緣安裝了一個 FS-155 著陸燈;此外,后座艙內還增設了一個對執行截擊任務頗有助益的 RPK-10 無線電導向裝置。按計畫 PVO(國土防空部隊)每個月能收到 20 架這樣的截擊機,不過當前線對戰鬥機的需求更迫切時,這一數字就大大縮水了。
雅克-7B M-105PF 偵察型
這種所謂的偵察型其實就是在 雅克-7B 型戰鬥機的後部座艙內安上一台 AFA-IM 航空照相機(該相機的工作高度從 300 米至 3,000 米),同時在機身下表面開一個 135mmx135mm 的透明照相窗而已。1943 年 10 月,一架由 GAZ-82 廠生產的 雅克-7B(製造編號 14-10)在按照這一標準改裝後被作為原型機送到特殊力學研究設計院做測試,得出的結果還算不錯,於是這一方案被正式採納。此後,GAZ 153 廠和 GAZ 82 廠共改造了約 350 架 雅克-7B 戰鬥機,不過並不是所有改造的飛機都裝上了偵照器材。當然,這是種徹頭徹尾的應急性設計,遠遠稱不上完美。必須特別指出的是在整個衛國戰爭期間,蘇聯也沒有搞出一種合適的偵察飛機,從某種意義上來說用改裝後的 Pe-2 轟炸機執行這類任務最為得心應手。
除了上面所說的改造外,還有一些用 雅克-7 戰鬥機改裝偵察機的嘗試,不過都停留在了原型機的階段無疾而終。
雅克-7-37 M-105PA
這個型號可以說是 雅克-7 家族中火力最強的一種。一共只生產了 22 架。該型機的主要武裝是一門由 W.G.Shpitalny 設計局研製,備彈 20 發的 MPsh-37 機炮;外加兩挺安裝在引擎罩上方,共攜帶彈藥 450 發的 12.7 毫米 UBS 機槍。這么一來,該機在一秒鐘內就能向目標傾瀉約 4.15 公斤重的彈丸,絕對是致命的一擊。當然,該機還保留了在翼下掛載六枚 RS-82 火箭彈的能力,不過由於裝上 37 毫米機炮後飛機已經處於嚴重超載狀態,雅克-7-37 除了特殊情況外絕不會在出擊時掛上這些火箭。值得一提的是,雅克-7-37 雖然以一門 37 毫米炮而聞名,但在設計時卻保留了一定的通用性,可以很方便地將機載武器換成 20 毫米口徑的 WJa 或 ShVAK 機炮外加 ShKAS 及 UBS 機槍。
和 雅克-7B 戰鬥機比較起來,雅克-7-37 的起飛重量足足增加了 200 公斤,翼面載荷也大得多。為了改善飛機明顯變差的操縱性能不得不安裝前緣自動襟翼並修改翼尖外形,同時由於 37 毫米機炮的長度明顯增加而將駕駛艙向後移動了 400 毫米(為此去掉了機體後部的第二個座艙)。除了以上所說的外,雅克-7-37 的設計還有一些較小的變動,如:安裝著陸燈,加裝無線電設備以及換用大直徑的尾輪等等。
為了節省時間,雅克-7-37 的工廠測試和軍方的驗收同樣放在了一起進行。實驗從 42 年的 4 月 15 日延續到 5 月 10 日,發現飛機的各項性能都受到了飛機重量大增的影響,最大速度平均下降了 15 公里/小時,爬升到 5,000 米高度的時間則增加了 0.65 分鐘。而移動座艙位置更使得飛機在起飛滑跑時很容易出現翹頭現象,不過這一點倒也改善了飛行員的後方視野。
由於在試驗中 UBS 機槍的設計協調裝置出了故障,原型機的螺旋槳被 12.7 毫米子彈打得殘缺不全而不得不迫降---在飛行中對 37 毫米火炮進行發射試驗的任務並沒有完成。
但試驗的意外中斷並沒有讓對重武裝滿懷期待的軍方退縮,工廠又按照命令製造了二十二架同類型的飛機。不過這些飛機全部安裝了由 suranov 氏和 Nudelman 氏所設計的性能較好的 NS-37 機炮,但卻沒有安裝機翼前緣翼縫。(也有航空史專家認為在 雅克-7-37 生產型上安裝的是 MPSh-37 機炮)
對新武器進行實戰測試的任務再次交給了第四十二戰鬥航空團(42 IAP)。該部隊的指揮官,著名的戰鬥英雄 Fiodor Shinkarenko 在試飛了幾次後對這種飛機並不滿意,認為設計局完全是在不聽前線飛行員意見的情況下閉門造車---37 毫米 NS-37 火炮的彈夾中只有 32 發炮彈,在實戰中完全不夠用。
但是當設計人員試著在這種火炮上改用彈帶供彈以增加攜彈量時,卻遇到了另一個問題。供彈系統的工作總不正常,使得該火炮常常在發射兩三發彈藥後就卡殼。這一點令 Shinkarenko 更加不滿,大大小小的故障完全讓部隊無法發揮應有的戰鬥力!在該部隊為 Voroshilov 元帥進行的一次表演中,四架起飛的飛機中有兩架的起落架發生故障無法在起飛後收起(包括 Shinkarenko 本人的飛機)!而其餘兩架的火炮又不能正常發射。
不過,42IAP 的飛行員們還是駕駛著這些並不完善的飛機投入了戰鬥。1942 年 11 月,該部所屬的 240IAD(戰鬥機師)被派到了當時戰鬥最激烈的地方——迪米揚斯克,蘇聯紅軍在這裡包圍了德國的第十六集團軍。德國空軍正竭盡全力要掩護陸軍打破包圍圈,而 VVS 的任務就是阻止對手的任何突圍企圖。根據蘇聯空軍的戰鬥紀錄,42IAP 的 雅克-7-37 共參加了十二次大機群空中作戰,擊落了八架 Bf 109,一架 Fw 190 和一架 Hs 129,自己則損失了四架飛機,另有三架飛機在作戰中受損。
雅克-7-37 打得最漂亮的一仗發生在 1943 年 12 月 3 日。當時,Shinkarenko 率領五架飛機前去支援在 Pola 火車站附近苦戰的地面部隊,卻在途中受到了四架執行遊獵任務的 Bf 109 的奇襲。不過,靠著雅克飛機在低空卓越的機動性,42IAP 沒有受到任何損失,倒是德國人偷雞不著反蝕了把米,一架 Bf 109 被 Shinkarenko 本人擊落。餘下的敵機沒有戀戰,很快就跑的不見蹤影了,於是六架雅克飛機再度集合繼續飛往他們的目的地。不久,又有兩架 Bf 109 出現在空中,和飛行編隊交上了火。但是,他們的運氣同樣不怎么樣,其中一架被 Shinkarenko 逼近到 10 米距離,用 37 毫米炮轟了個正著(其駕駛員成功跳傘逃生)。就在這時,更多的德國戰鬥機,約十到十二架 Bf 109 加入了混戰。但當天的最後勝利還是歸於蘇聯飛行員所有,上尉 Chkuaseli,N.Tikhonov 和其僚機各擊落一架敵機,上尉 Brazhnet 率領的雙機編隊也將一架 Bf 109 送進了地獄,不過他自己的 雅克-7 也因傷迫降,成了當天蘇聯方面唯一的損失。
總的來說,雖然卡殼故障頻繁,也沒有合適的瞄準具可用,裝備 37 毫米火炮的雅克戰鬥機還是受到了飛行員們的交口稱讚,尤其是它那令人生畏的破壞力---一發炮彈就可以在目標身上開個約一平方米的大洞。同時,雅克-7-37 還保留了雅克飛機機動靈活的特點,在優秀飛行員的手中完全可以對抗速度上占優勢的德國飛機。
但是,最終 雅克-7-37 並沒有投入大批量生產,因為從 1943 年 1 月起,蘇聯空軍已經有了一種更好的大炮鳥---雅克-9T 戰鬥機。
雅克-7P
1943 年夏,又一種重火力的 雅克-7 戰鬥機改型面世了,不過這次負責設計的並不是後方設計局中的工程師們,而是第一航空軍所屬野戰維修車間的機械師。
根據手頭 ShVAK 機炮零備件較多的情況,前線的地勤人員決定因地制宜,在 雅克-7B 上安裝三門該型號火炮。不過,由於前線任何一架飛機都必須投入戰鬥,找一架飛機用於試驗實在是千難萬難。最終,機械師們克服困難,硬是用手頭報廢的機體和零件湊出了一架完好的 雅克-7。其機身取自一架編號為 46-13 的報廢飛機,機翼和引擎同樣是廢物利用,而所安裝的機炮來自損壞的 拉-5 和“颶風”戰鬥機。
這個由眾多前線飛機機械師集體創作而成的作品竟引起了蘇聯空軍技術部門的總負責人——A.K.Pepin 中將的極大興趣,親自下令把這架飛機送到蘇聯空軍技術中心進行測試。
一系列的測試飛行表明,這架火力超強的 雅克-7 的飛行性能並沒有受到多大損失,但供彈系統及彈殼拋出系統的設計不規範,機炮在射擊時常常卡殼,而拋出的空彈殼甚至擊傷了水平尾翼前緣。雖然並不完美,但將軍還是充分肯定了眾人的創造精神,甚至把雅克福列夫本人請來參觀這個獨特的設計。當所有的實驗完成後,這架飛機被交回了第一航空軍手中,投入了激烈的戰鬥。
雅克-7-82A
像當時其他許多軍用飛機一樣,雅克-7 也試著採用 Schvezov 所設計的大馬力氣冷發動機作為動力。當時主要的飛機設計局都在從事這項工作,但最終卻只有拉沃契金氏獲得了成功。
設計工作始於 1941 年8月。除了更換髮動機外,新設計修改了翼尖形狀,並安裝了前緣縫翼以提升操縱性能。此外,翼展也從 10 米縮短到了 9.74 米。和傳統的雅克飛機大相逕庭的是該機的武器配置方式。機頭上方只安排了一門 12.7 毫米的 UBS 機槍(備彈 260 發),而兩側機翼內卻各安置了一門備彈 100 發的 20 毫米 ShVAK 機炮 ,再次挑戰翼內武裝方式。另外,在機身下方的機翼內添置了兩個容積為 40 升的燃料箱,而在駕駛艙的後方還加上了個 80 升的油箱。為了配合新發動機,該機選用了直徑為 2.8 米的 AW-5A-127 型螺旋槳和 OP-295 滑油散熱器,還安裝了 RPK-10 無線電導向裝置。根據設計人員的紙上推算,安裝其冷發動機的飛機擁有優異的性能,在 2,860 米空中,極速約 571 公里/小時,而在 6,400 米高度,則可以達到 615 公里/小時。
樣機的製造於 1941 年 12 月底在諾沃西博爾斯克完成。從 1942 年 1 月 23 日到 5 月 13 日,工廠對其進行了十七次飛行試飛,總計 5 小時 24 分鐘。遺憾的是,雖然性能不差,人們還是發現雅克飛機的機體並不適合改裝大直徑的氣冷發動機。這主要是因為,為了配合雅克飛機較短的起落架,該機沒有選用比較能發揮新發動機全部功率的大直徑螺旋槳(3.2 米)。而就算是 2.8 米也要求飛行員非常小心才能安全起飛,滑跑時稍有不慎就會發生螺旋槳打到地面的情況。由於這一缺陷,到 5 月 24 日,這一方案被正式放棄。
雅克-7PD M-105PD
這可說是雅克福列夫設計局的另一個試驗項目。德國人在東線投入了 Ju 86R 高空偵察機,而當時幾乎所有的蘇聯戰鬥機都對這個高來高去的傢伙束手無策。這一情況當然令人沮喪;而更值得擔憂的是,一旦德國人開發出能在類似高度飛行的重轟炸機,那對蘇聯而言將又是一場災難。面對這種威脅,雅克福列夫決定在 雅克-7B 的基礎上發展一種高空戰鬥機,具體而言,就是為雅克-7 安裝一台高空專用的 M-105PD 發動機及配套的 E-100 空氣壓縮機。當然,實際的改動要大得多,比如:為了要減輕重量,儘管一門 20 毫米炮的火力太過單薄,還是忍痛去掉了機頭上方的兩挺 12.7 毫米機槍。另外,修改了 雅克-7 的剃刀背設計,安裝了全新的三段式水泡型座艙。不過這么一來,原先的無線電裝置也無法安裝,只好放棄。
一架原形機從編號 22-02 的 雅克-7 機體改裝而來,經過測試後發現,新飛機的爬升率要優於專用的高空戰鬥機---米格-3,但在 11,400 米至 12,000 米高度飛行時,飛機的性能會有所下降。這主要是因為發動機設計不完善造成的,該設計要求飛行員在飛行時隨時根據空氣壓力的變化調整發動機進氣的壓縮比,對於戰鬥機飛行員來說幾乎是不可能的事。
官方測試只用了不到一周的時間(從 1942 年 5 月 17 日到 23 日)總計進行了 11 次試飛(7.5 個小時),不過這已經證明了此種設計是個徹徹底底的失敗,M-105 和 Wk-107 從來就不是合格的高空發動機。為了解決這一問題,LII(航空試驗研究所)的工程師們為 M-105PD 發動機裝上了液壓自動控制的空氣壓縮機,並在 1942 年 10 月和 11 月進行了幾次試飛,不過還遠遠算不上成功。從 1943 年初開始,設計局的注意力逐漸轉移到 雅克-9 戰鬥機項目的開發上,雅克-7PD 的後續開發計畫也就不了了之了。
總體評價
雅克-7 家族在蘇聯空軍裝備中占有極其重要地位,這是一個不可否認的事實。雖然其大多數性能指標不如德國人手中的 Bf 109 和 Fw 190,但在勇敢的蘇聯飛行員駕駛下卻同樣讓德國侵略者不敢小覷其存在。由於 雅克-7 的生產主要集中在蘇聯空軍情況最為危急的那段時間,幾乎全部飛機都供應 VVS 自身使用,直到二戰後期才有一些 雅克-7V 教練機和 雅克-7B 戰鬥機交到了波蘭空軍手中,又很快被 雅克-9 所取代,這也是 雅克-7 默默無聞的原因之一。不過,那些和 雅克-7 做過殊死戰鬥的軸心國飛行員們並不會忘記這個危險的對手,那些駕駛 雅克-7 戰鬥機出生入死的蘇聯紅軍飛行員們同樣不會忘記它。