Jakovlev Jak-9U VK-107A (‘Frank’)

Typ:  pokročilá modifikace frontového stíhacího letounu typu Jak-9U VK-105PF2

Určení:  primárně vybojování vzdušné převahy v prostoru linie, sekundárně ničení pozemních cílů v rámci přímé podpory pozemních vojsk

Odlišnosti od letounu Jak-9U VK-105PF2:

- instalace 1 500 hp kapalinou chlazeného motoru typu VK-107A (M-107A) na místo 1 240 hp kapalinou chlazeného motoru typu VK-105PF2. To si vyžádalo vnést změny do konstrukce motorového lože.

- instalace 3,10 m vrtule typu VIŠ-107LO na místo vrtule typu VIŠ-105SV-01

- instalace sedmi párů výfukových trubic na bocích motorové kapoty. U předchozího modelu z boků motorové kapoty vystupovalo jen šest párů výfukových trubic. Zatímco prvních šest párů výfukových trubic odvádí motorové spaliny z vnější strany motorových válců, dodatečný sedmý pár výfukových trubic vyvádí motorové spaliny z vnitřní strany motorových válců. Sběrné potrubí spalin z vnitřní strany motorových válců je chlazeno venkovním vzduchem. Ten je nasáván kapsovitým lapačem vzduchu, který vystupuje z hřbetu motorové kapoty, v oblasti za vrtulovým kuželem. Prostor motorové kapoty pak opouští jedním párem postranních štěrbinových výstupů, který se nachází za posledním párem výfukových trubic.

- větší zásoba paliva (355 kg vs 320 kg) a oleje (35 kg vs 26 kg)

- instalace křídla o 100 mm blíže u přídě trupu (kuli posunu aerodynamického těžiště)

- instalace výškových kormidel s mírně menší plochou (1,13 m² vs 1,15 m²)

- instalace nového čelního štítku polokapkovitého překrytu pilotní kabiny. Čelní štítek polokapkovitého překrytu pilotní kabiny tohoto modelu má zaoblený profil a nedělené zasklení, zatímco čelní štítek překrytu pilotní kabiny předchozího modelu je hranatý a má rozdělené zasklení na jedno čelní a dvě postranní okénka. Letouny typu Jak-9U z některých výrobních sérií byly ale opatřeny „starým“ typem čelního štítku s rozděleným zasklením na čtyři okénka.

- instalace 20 mm kanónu typu ŠVAK se zásobníkem na 120 nábojů mezi motorovými válci na místo 23 mm kanónu typu VJa-23 se zásobníkem na 60 nábojů. Instalace dvou 12,7 mm synchronních kulometů typu UBS nad motorem přitom zůstala zachována.

- instalace generátoru typu GS-15-500 na místo generátoru typu GS-10-350

- instalace ukazatele polohy regulační klapky olejového chladiče uvnitř pilotní kabiny

Historie:  Frontový stíhací letoun typu Jak-9U VK-105PF2 byl postaven, na konci roku 1943, ve dvou prototypech. Druhý z nich měl přitom tvořit zálohu toho prvního. Zmíněný stroj se ale nakonec stal prototypem ještě pokročilejšího modelu Jak-9U VK-107A (Frank), který byl poháněn silnějším motorem typu VK-107A, původně známým jako M-107A. Změny proti modelu Jak-9U VK-105PF2 se ale u prototypu modelu Jak-9U VK-107A (Frank) neomezily pouze na motor a motorové lože. Změny totiž se dotkly též výfukové soustavy a překrytu pilotní kabiny. Křídlo tohoto stroje bylo navíc posunuto, za účelem posunu aerodynamického těžiště, o 100 mm směrem dopředu. Kuli redukci namáhavosti řízení byla zase zmenšena plocha výškovek. Zásoba paliva a oleje byla mírně zvětšena. 23 mm kanón typu VJa-23 ustoupil slabšímu 20 mm kanónu typu ŠVAK. Všechny výše uvedené změny přitom vedly ke vzrůstu hmotnosti proti prototypu Jaku-9U VK-105PF2 z 2 900 kg na 3 150 kg. Prototyp Jaku-9U VK-107A (Frank) byl postaven prototypovou dílnou Jakovlevovi OKB a byl dokončen v prosinci roku 1943. Závodními zkouškami tento stroj prošel mezi 28. prosince toho samého roku a 12. lednem 1944. Po završení závodních zkoušek prototyp Jaku-9U VK-107A (Frank) obdržel instalaci vrtule typu VIŠ-105LO na místo vrtule typu AV-10P-20, načež byl předán NII VVS (vědecko-výzkumný institut VVS), za účelem realizace zkoušek státních. Státními zkouškami tento stroj prošel mezi 18. lednem a 20. dubnem roku 1944. Prototyp Jaku-9U VK-107A (Frank) měl vynikající výkony. Po výkonnostní stránce totiž znatelně překonával všechny pístové stíhací letouny domácí i německé výroby té doby, a to až do výšky 6 000 m. Jeho rychlost přitom činila 700 km/h ve výšce 5 600 m, resp. 600 km/h v přízemní výšce. V případě první uvedené hodnoty to přitom bylo o 80 km/h více než u typu Bf109G-2, resp. o 102 km/h více než u typu Fw190A-4, resp. o 75 km/h více než u typu Jak-9U VK-105PF2, resp. o 42 km/h více než u druhého prototypu Jaku-3, resp. o 29 km/h více než u typu La-7 (Fin). Technika pilotáže prototypu Jaku-9U VK-107A (Frank) se přitom nijak nelišila od techniky pilotáže předchozích verzí letounu typu Jak-9 (Frank). Zmíněný stroj měl tedy jednoduché ovládání a byl přístupný i pro průměrné piloty. Na druhou stranu pohonná jednotka prototypu Jaku-9U VK-107A (Frank) nebyla prosta „dětských nemocí“. V únoru roku 1944 byl letoun typu Jak-9U VK-107A (Frank) zaveden do výrobního programu závodu č.166 z Omsku. Pohonné jednotky sériových Jaků-9U VK-107A (Frank) ale měly ještě více nedostatků než pohonné jednotka prototypu. Konkrétně se jednalo o úniky oleje z odvzdušňovací trubice a předního těsnění duté hřídele, pokles tlaku v olejovém systému ve velkých výškách pod spodní mezní hodnotu, příliš vysoké vibrace při nízkých otáčkách a při přidávání a ubírání plynu, problémy s regulátorem tlaku přeplňování a výpadky. Kromě toho docházelo k přehřívání oleje a vody při chodu na max. výkon (3 200 ot/min) a v horkém letním období při chodu na nominální výkon (3 000 ot/min). Olej a voda se přitom přehřívala již při horizontálním letu max. rychlostí při okolní teplotě vzduchu nad 30°C, a to i v případě, kdy byly regulační klapky chladičů otevřeny na maximum. Z tohoto samého důvodu bylo výstup na výšku nutné opakovaně přerušovat krátkým horizontálním letem. To vedlo ke vzrůstu doby výstupu na výšku 5 000 m o 0,91 min. Některé z těchto nedostatků se nicméně podařilo odstranit v průběhu výroby. Sériové Jaky-9U VK-107A (Frank) měly proti prototypu mírně vylepšenou aerodynamiku. Naproti tomu byly v porovnání s prototypem těžší. Protože bylo navíc u nich nezbytné snížit, kuli již zmíněným problémům s přehříváním, max. otáčky motoru z 3 200 ot/min na 3 000 ot/min, nedosahovaly takových výkonů jako prototyp, zejména pak rychlosti a stoupavosti. Do června roku 1945, tedy do ukončení bojů druhé světové války, se podařilo vyrobit téměř 2 500 Jaků-9U VK-107A (Frank). Dne 10. května toho samého roku se inventáři VVS nacházelo 750 těchto strojů. Celkový počet stíhacích letounů u VVS na západní frontě přitom tehdy činil 6 267 strojů. Celkem bylo, od února roku 1944 do srpna roku 1945, vyrobeno 3 291 sériových Jaků-9U VK-107A (Frank). Část z nich byla přitom sestavena jinými závody, a to z konstrukčních podsestav dodaných závodem č.166. Do jara roku 1945 byly takto Jaky-9U VK-107A (Frank) kompletovány též v prostorách závodu č.82 z Tušina a závodu č.301 z Chimek u Moskvy. Následně, v souvislosti s ústupem německých vojsk, byly zřízeny další montážní linky Jaků-9U VK-107A (Frank) v Brestu, Minsku, Kyjevě a Lvově. Zde byly tyto stroje kompletovány rovněž z konstrukčních podsestav, které sem byly dopravovány po železnici. Krátce před porážkou Třetí říše se začaly Jaky-9U VK-107A (Frank) kompletovat mimo jiné též ve východopruském Insterburgu a v polských městech Bialostok a Poznaň. Jedním z prvních provozovatelů Jaku-9U VK-107A (Frank) se stal 42. GvIAP (gardový stíhací letecký pluk). Přeškolování personálu zmíněného pluku na tento typ bylo poněkud zdlouhavé a nakonec se zatáhlo až do 25. srpna 1944. Jedním z důvodů toho byla skutečnost, že letouny typu Jak-9U VK-107A (Frank), které byly dodány 42. GvIAP, byly opatřeny ještě nevyzrálými motory z prvních výrobních sérií. Díky tomu provoz motorů zmíněných letounů provázely problémy, včetně problémů s poškozováním válců od horkých motorových spalin unikajících skrz prasklá těsnění. Za účelem zvýšení morálky pilotů 42. GvIAP byly před jejich zraky provedeny simulované vzdušné střety Jaku-9U VK-107A (Frank) s trofejním Messerschmittem Bf109G-4. Zmíněné střety přitom prokázaly jasnou převahu prvně uvedeného letounu ve vertikální i horizontální manévrovatelnosti. V říjnu roku 1944 padlo na vyšších místech rozhodnutí, aby byl letoun typu Jak-9U VK-107A (Frank) prověřen v reálném boji. Pro potřeby armádních zkoušek bylo vyhrazeno celkem 32 těchto strojů, které byly sestaveny závodem č.82. Armádními zkoušky zmíněné letouny prošly, mezi 25. říjnem a 25. prosincem roku 1944, u 163. IAP (stíhací letecký pluk) 336. IAD (stíhací letecká divize) 3. VA (vzdušná armáda). V průběhu armádních zkoušek stíhací Jaky-9U VK-107A (Frank) vykonaly celkem 398 bojových vzletů a 299 vzdušných soubojů, povětšinou s letouny řady Fw190. Přitom poslaly k zemi 28 letounů nepřítele, 27 letounů řady Fw190 a 1 letoun typu Bf109G-2, při vlastních ztrátách dvou strojů. Armádní zkoušky Jaku-9U VK-107A (Frank) přitom prokázaly jasnou převahu tohoto stroje hned před několika verzemi letounu typu Fw190, v horizontální i vertikální manévrovatelnosti, stejně jako při střemhlavém letu. Letouny typu Jak-9U VK-107A (Frank) byly hodnoceny nanejvýš kladně jak piloty, tak i pozemním personálem 163. IAP. Zatímco piloty si tyto stroje získaly velmi snadnou pilotáží, pozemní personál na nich oceňoval nenáročnou údržbu. Příprava Jaku-9U VK-107A (Frank) k další misi navíc zpravidla nezabrala více než 30 min. Zmíněné letouny přitom v malých a středních výškách svými výkony překonávaly nejen všechny verze již zmíněného letounu typu Fw190, ale i všechny verze letounu typu Bf109. Hlavními nedostatky Jaku-9U VK-107A (Frank) bylo časté selhávání generátoru a úchytů kulometů typu UBS.

Verze:   -

Vyrobeno:  jeden prototyp (vznik konverzí druhého Jaku-9U VK-105PF) a 3 921 sériových strojů

Uživatelé:  Bulharsko a SSSR

Jak-9U VK-107A (prototyp)

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden pístový motor typu Klimov VK-107A (M-107A) s max. výkonem 1 500 hp

Vybavení:   jeden střelecký zaměřovač

Výzbroj:     jeden 20 mm kanón typu ŠVAK se zásobou 120 nábojů, instalovaný mezi řadami motorových válců, a dva 12,7 mm synchronní kulomety typu UBS se zásobou 170 nábojů na hlaveň, instalované nad motorem

Jak-9U VK-107A (sériový)

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden pístový motor typu Klimov VK-107A (M-107A) s max. výkonem 1 500 hp

Vybavení:   jeden střelecký zaměřovač

Výzbroj:     jeden 20 mm kanón typu ŠVAK se zásobou 120 nábojů, instalovaný mezi řadami motorových válců, a dva 12,7 mm synchronní kulomety typu UBS se zásobou 170 nábojů na hlaveň, instalovaný nad motorem

* parametry letounu Jak-9U (v.č. 39083) naměřené v lednu roku 1945 průběhu přejímacích zkoušek