La madera delta solo se utilizo en los primeros ejemplares ya que la resina utilizada en su tratamiento tenia que ser importada de Alemania, por lo que se sustituyó por madera de pino. A pesar de que los cordones de los largueros de madera eran más gruesos el peso del avión no se veía afectado debido a la menor densidad del pino. Los flaps eran metálicos y se desplazaban 50° en aterrizajes y despegues, y 15° en combates para mejorar el radio de giro.
Los 5 tanques de combustible contenían hasta 341 kg de combustible y se construían utilizando una aleación de magnesio y aluminio, alrededor de ellos se colocaban 4 capas de una resina especial de fenol-formaldehido, con un espesor total de 8mm. En caso de impacto esta resina actuaba como una agente autosellante a los 10-15 segundos. Los tanques eran rellenos con gases extraídos del tubo de escape para reducir el riesgo de explosión, siendo antes depurados en un filtro. Este sistema solo era utilizado en los LaGG-3 y La-5.
Góndolas tren de aterrizaje
Largueros
Costillas
Foto 3: Sección central de ala en el La-5 (mig3.sovietwarplanes.com).
El tren de aterrizaje estaba montado en el larguero frontal del ala y era operado hidráulicamente. En muchas ocasiones se quitaba el montaje inferior dejando solo el superior. Las ruedas delanteras tenían una anchura de 200 mm y un diámetro de 650 mm. La rueda de cola también se retractaba hidráulicamente. Su anchura era 125 mm y tenían un diámetro de 125 mm. Su configuración se vio modificada tras la producción de los primeros ejemplares.
Teniendo en cuenta la experiencia acumulada en el LaGG-3 se decidió armar al La-5 con cañones ShVAK de 20mm (Shpitalny-Vladimirova Aviatsionnaya Krupnokalibernaya – Cañón de alto calibre Shpitalny-Vladimirov). Estos se basaban en las ametralladoras ShKAS, de notable éxito. El cañón se diseño en 1936 y pesaba 42 kg, tenía una cadencia de 700/800 dpm y una longitud total de 1760mm. La caña del cañón tenía una longitud de 1245mm. Cada uno de ellos estaba dotado con 200 balas.
El La-5 fue equipado con un rudimentario giroscopio para bombardeo PBP-1, con 2 deflexiones para 200 y 300 km/h. En combate no se mostró muy preciso y era necesario abrir fuego delante, sobre y detrás del objetivo para hacer blanco. Para estas misiones se podían montar bombas de hasta 50kg de uso general (FAB-50) o fragmentacion (AO-25M, FAB-50M),
Inicialmente la cabina y parabrisas eran los mismos que en LaGG-3 pero posteriormente se modificaron para acomodar un panel de blindaje con un grosor de 55mm. El modelo posterior era de líneas mas rectangulares. En la parte posterior había un panel de 10mm, que posteriormente fue reducido a 8.5mm para ahorrar peso.
La cabina era muy simple si se compara a modelos occidentales. El La-5 estaba equipado con un compás KI-10, un indicador de velocidad US-800, otro de trepada VA-30, un medidor de revoluciones TE-22, un indicador de temperatura del motor y aceite TZT-5, y un reloj Tipo “AVR”. El La-5 carecía de horizonte artificial o giroscopios, y solo algunos ejemplares llevaban radio. Esta era un modelo RSI-4 “Malyutka”, y estaba equipada con un transmisor y receptor, operaba en una banda de 3.7-6.05 MHz. Para su funcionamiento se montaba un acumulador RU-11A. El peso total eran 2 kgs. Normalmente el escuadrón de líder llevaba una, el resto de pilotos solía llevar o un receptor o nada.
Si se compara a modelos como el Spitfire, Bf-109 y Fw-190 se puede ver que el La-5 era un avión simple y espartano. No hay que olvidar que las purgas de Stalin y la invasión alemana habían afectado mucho la producción y diseño de aviones. Las técnicas de producción empleadas en el La-5 eran simples y fácilmente asimiladas por los operarios de las fabricas, que en muchos casos carecían de formación. Esto hizo que se produjese en enormes cantidades, dando a los soviéticos superioridad numérica. El avión en si era también muy fácil de operar y mantener. Esto era un punto muy importante en el frente este, donde las espantosas condiciones meteorológicas dificultaban notablemente las operaciones aéreas. Cabe recordar los problemas logísticos y técnicos encontrados durante los despliegues de P-40 y Hurricanes, que llegaron a causar bajadas de moral entre las tripulaciones soviéticas.
A pesar de los esfuerzos y promesas de Lachovkin, los ejemplares de serie tenían menos prestaciones que el prototipo. La velocidad máxima de los primeros ejemplares se veia reducida en 40-50 km/h. Las investigaciones realizadas por el instituto TsAGi determinaron que la razón principal era el deficiente acabado del sistema de refrigerado y juntas del motor. Sin embargo este no era el único problema, a grandes velocidades aparecían vibraciones, la visibilidad frontal se veía penalizada por la presencia del motor radial, las vibraciones al disparar el cañón hacia imposible el uso de la mira PBP-1 mientras se hacia fuego.
En Octubre de 1942 un La-5 fue probado por el instituto de investigación científica de Sverdlosk. Los tests determinaron que el La-5 sufría una pequeña pérdida de velocidad a nivel de mar y otra de 20 km/h a velocidad máxima. Estas prestaciones se alcanzaban a pesar de que el modelo de serie pesaba 20 kg menos. En la parte positiva destacaba que solo necesitaba 22.6 segundos para realizar un giro de 360°, frente a los 25 del prototipo.
En esta época el caza Standard de la Luftwaffe era el Bf-109G-2, armado con un cañón MG-151 de 20mm y 2 ametralladoras MG-131 de 13mm. Los soviéticos realizaron una serie de combates simulados entre un La-5 y un Bf-109G-6/R-6 (numero 13903) capturado en Stalingrado. El modelo alemán era superior en la mayoría de aspectos. Su velocidad máxima era de 623 km/h y su techo superior al del La-5 en 1750 metros. El La-5 era superior en velocidad tope a nivel de mar y radio de giro.
Las cosas empeoraron cuando 2 La-5 se estrellaron tras perder un ala. El primero en una maniobra de aterrizaje y el segundo en un picado. Las autoridades soviéticas, al estudiar estos defectos, iniciaron un programa de mejora del avión mientras seguía su producción.
Largueros
Foto 4: Diagrama del fuselaje (mig3.sovietwarplanes.com).3.1.1 La-5 modelo 37 con refinamientos aerodinámicos
3.1.1 La-5 modelo 37 con refinamientos aerodinámicos
El La-5 era un producto poco maduro pero con gran potencial. Lavochkin decidió concentrarse en la mejora de:
- Aerodinámica.
- Reducción de peso.
- Aumento de potencia.
- Mejora de la visibilidad desde la cabina.
- Características de vuelo
Dos de los aviones utilizados en el proyecto (códigos 37210514 y 37210850) montaban tomas de aire para el motor rediseñadas. Un tercer modelo (Blanco 53, código 37210853) utilizaba la toma antigua pero disponía de mejoras aerodinámicas en las alas. Durante las pruebas estos modelos alcanzaron las velocidades del prototipo LaGG-3 M-82.
El propio bureau y los institutos TsAGi, LII y TsIAM realizaron estudios de cómo aumentar la velocidad máxima. Como consecuencia se sellaron las juntas del sistema de refrigeración y se reforzaron las compuertas de la rueda trasera. También se agrandaron los tubos de escape y se cambio la geometría de la toma de aire que enfriaba el aceite. Las alas fueron reforzadas, se reviso la instalación de los cañones y las vibraciones se eliminaron modificando la hélice.
Esta versión refinada del La-5 era capaz de igualar las prestaciones del LaGG-3 M-82, que hasta la fecha no habían podido ser alcanzadas por los modelos de serie. Cabe recordar que los soviéticos consideraban a las primeras versiones del La-5 como un producto interino, que era producido con el objetivo de familiarizarse con la producción del nuevo motor M-82, pero sin causar gran perjuicio a las líneas de producción. Como consecuencia de esta política se fabricaron más LaGG-3 que La-5 durante 1942. Del primero se fabricaron 2771 y del segundo solo 1129. De estos 1107 fueron producidos en la fábrica de Nizhny-Novgorod, junto a otros 22 en Tbilisi (factoría 31)
3.2 La-5F modelo 39
El nombre de esta versión se debe al motor. Cuando en 1942 A.D Shvetsov comenzó a producir el M-82A en Perm este era considerado un producto algo inmaduro. La temperatura en los cilindros era crítica y no se podía rebasar 200-220°, en caso contrario los cilindros podían estallar. Otros problemas eran los fallos en las bujías tras 5-10 horas de vuelo, una tendencia de los tubos de escape a quemarse y una escasa capacidad de bombeo de aceite. Como consecuencia el bureau Shvetsov trabajo en la mejora del M-82A, con atención especial a los apartados de potencia y fiabilidad.
El resultado de estos trabajos fue el M-82F, que seguía utilizando un carburador corriente. Esta nueva versión tenía una vida de 200 horas, frente a las 150 del modelo anterior. Su potencia era la misma pero el rendimiento aumentaba a alturas superiores a 1500 m. A 1650 metros el M-82F ofrecía 1676 caballos, reduciéndose a 1450 a 4650 metros. Los primeros M-82F se montaron en Diciembre de 1942, y en Marzo de 1943 los La-5F comenzaban a salir de la fabrica de Nizhny-Novgorod.
El motor no seria la única mejora. La cabina fue modificada mejorando la visibilidad hacia detrás, para ello se corto un trozo del fuselaje, siendo el proceso muy similar al aplicado en el P-47B/D Thunderbolt. La nueva cabina tenía un blindaje de 66mm para proteger la cabeza y hombros del piloto. El parabrisas también fue rediseñado para montar una capa de blindaje de 55mm. Un espejo fue añadido para facilitar la visibilidad del piloto en la sección posterior pero en algunas ocasiones era desmontado por los pilotos. La configuración de la antena sufrió algunos cambios en su configuración, aunque los primeros La-5F mantenían fueron producidos con el diseño original. La compuerta del tren de aterrizaje trasero también fue modificada.
Para reducir el peso se retiraron los 2 depósitos de combustible (65 litros) situados en las extremidades de las alas. Estos eran utilizados en desplazamientos de gran duración. La cantidad de madera delta empleada se redujo utilizando una de pino. Este cambio hizo que los rebordes de los largueros aumentasen su grosor, pero prácticamente sin afectar al peso ya que la madera de pino era de menor densidad. Los largueros eran construidos con madera de abeto, en las costillas se utilizaban abedul y laminas de abeto. El recubrimiento se fabricaba utilizando un contrachapado de abedul, de 3mm de grosor.
Los La-5F finales tenían los largueros construidos con acero y duraluminium, la configuración de los tanques de combustible también era diferente, con 4 depósitos situados entre los largueros. Los del centro tenían una capacidad de 168 litros y los de las extremidades 148.
El giro PBP-1A fue remplazado por el más moderno PBP-1B, que tenia unas lentes de 50.8mm de diámetro. Para abrir fuego utilizaba 2 modos, uno a 200 km/h y otro a 300 km/h. Como en la versión A, el giro era incapaz de calcular deflexiones en combates cerrados.
La refrigeración de la cabina se mejoro instalando una pequeña toma de aire cerca del parabrisas. La deficiente ventilación y refrigeración del La-5 inicial hacia que las temperaturas en la cabina fuesen muy elevadas, de ahí que en muchas fotos de la época se vea a los pilotos volar con las carlingas abiertas.
Esto, junto a otras mejoras, redujo el peso en 160 kg. El alcance se vio perjudicado y bajo de 1190 km a 760 km. Con estas mejoras se intentaba igualar las prestaciones de los últimos Bf-109G. En Abril de 1943 un La-5F fue probado en el instituto de aviación de Sverdlovsk. La velocidad máxima era de 557 km/h a nivel de mar y 590 a 6200 metros, solo 10 km/h mas que el La-5. La trepada mejoro notablemente, para alcanzar 5000 metros la versión F necesitaba 5.5 minutos, comparados a los 6 del original.
Cabina rediseñada
Nuevo mástil
Mejoras aerodinámicas
Hélice modificada
Foto 5: La-5F con refinamientos aerodinámicos (www.airwar.ru).
3.3 La-5FN modelo 39
El La-5FN (Forsivoranny Neprosredstvenno – inyección directa) se puede considerar como una variante paralela al La-5F, y no un sustituto. El primer ejemplar salio de las fábricas el 21 de Marzo de 1943, cuando los primeros La-5F salen de la línea de producción. La versión FN se convertiría en la definitiva.
El primer prototipo (código 39210102) fue construido a partir de un La-5F. La principal mejora radicaba en su motor, un M-82FN en el cual los carburadores habían sido sustituidos por una inyección directa. A nivel de mar era capaz de mantener una potencia de 1850hp durante 10 minutos, esto se traducía en 150 hp extra. A 5600 metros y sin compresión daba 1460hp, bastante más que en el F, que daba 1300hp a 4650 metros. El motor podía ser encendido mediante aire comprimido o un starter “Hucks”.
Para aumentar la refrigeración del motor se alteraron la toma de aire y tubos de escape. Los paneles de acceso al motor y armas fueron modificados. Se añadieron paneles de duraluminium en la los laterales del fuselaje, a la altura de la cabina. Inicialmente la configuración de la radio era similar a la del La-5 original, aunque en los lotes finales se cambio. Los primeros iban equipados con una radio RSI-4, los ejemplares finales llevaban una versión mejorada RSI-4KhF.
Casi todos los FN fueron equipados con blindaje adicional. El cristal blindado situado detrás del parabrisas se incremento a 57mm, aunque los primeros ejemplares montaban el de 55. Lo mismo ocurrió con la protección detrás del piloto, que se incremento de 66 a 68mm.
En Abril de 1943 se probó un la-5F y FN en el instituto de aviación de Sverdlovsk. El FN se impuso con facilidad al F. La velocidad máxima a nivel de mar era 595km/h, 38 mas que el F. A 6300 metros llegaba hasta 648 km/h, superando a su competidor en 58 km/h. La trepada también era mejor, para llegar a 5000 metros solo necesitaba 4.7 minutos, frente a los 5.5 del F.
El La-5FN se convirtió en el primer caza soviético capaz de plantar cara a los Bf-109 y Fw-190 alemanes, durante ese mes se simularon en la base de Lyubetsi combates entre un Bf-109G2 capturado y un La-5FN. Para alegría suya el Lavochkin era más rápido, y lo superaba en el plano vertical. El Fw-190 seguía teniendo ventaja en velocidad máxima (660 km/h), pero en el frente Este el principal caza de la Luftwaffe era el Messerschmitt, mientras el Fw-190 era utilizado como cazabombardero. Estos ensayos ayudaron mucho a desarrollar tácticas efectivas contra la Luftwaffe.
En esta época los modelos de serie todavía sufrían de algunos problemas de acabado y las prestaciones dependían mucho de la calidad de la mano de obra y materiales, aunque en mucho menor medida que los aviones producidos en 1941-42. En Junio de 1943 un aparato de serie fue enviado al instituto de Sverdlovsk y comparado a un ejemplar de pre-producción. La velocidad máxima del aparato de serie era de 583 km/h, y a 6250 metros de 634 km/h.
El La-5FN fue una desagradable sorpresa para los alemanes. En Septiembre de 1944 capturaron un ejemplar en el aeropuerto de Gross-Schimanenn, y fue ampliamente probado en la base de Rechlin. Las pruebas concluyeron que el La-5FN era un adversario muy a tener en cuenta, sobre todo por a baja cota. En el apéndice 1 se puede ver el informe con las pruebas y comentarios del piloto de pruebas.
Tras el inicio de la producción del La-5FN Lavochkin lanzó un programa de mejoras, concentrándose en la reducción de peso. Para ello se decidió sustituir la madera en los largueros y alas por aleaciones de menor peso. Los tanques de combustible también se modificaron, los primeros ejemplares montaban un total de 3, pero en los modelos con alas de acero se sustituyeron por 4 en las alas y un quinto detrás del piloto. Todas estas mejoras redujeron el peso del La-5FN en 172 kg, pero a pesar del incremento del combustible el radio de acción era menor. Las misiones de combate estaban limitadas a tan solo 40 minutos, pero los vuelos de ferry podían durar hasta 2 horas y 34 minutos volando a bajas revoluciones (1600RPM).
El fuselaje se construía en 2 grandes segmentos. La sección trasera se dividía en 13 compartimentos y 4 largueros recubiertos con madera “bakelita”. El grosor del contrachapado variaba, en la sección de la cabina consistía en 8 secciones (grosor total=9.5mm) mientras que en la cola solo llegaba a 5 (grosor total=4.5mm).
La sección delantera se construía con tubos de acero y se conectaba mediante vigas de madera a la sección posterior. En la sección delantera se montaba el motor, tanques de aceite/combustible, munición y armamento. Para facilitar el acceso a estas zonas el recubrimiento consistía en paneles de acero.
La cabina se podía colocar en 3 posiciones: abierta, semiabierta y cerrada, para mejorar la ventilación. El asiento estaba construido con duraluminium. Un panel de 10mm de grosor protegía al piloto en el hemisferio trasero, aunque más tarde se redujo a 7. Detrás del piloto se montaba la radio RSI-4KhF, la batería, una botella de oxigeno y los sistemas hidráulicos y neumáticos. La cabina carecía de un sistema de calefacción, pero el calor generado por el motor actuaba como tal.
El tren de aterrizaje era el mismo que en las anteriores versiones, pero la rueda de cola daba muchos problemas y muchas veces no se retraía, siendo en muchos casos desconectada en el frente. El armamento era el mismo que en las versiones anteriores. También se podían llevar bombas de hasta 100 kg, pero el botón de lanzamiento estaba situado en la parte inferior izquierda de la cabina, por lo que el piloto debía inclinarse para apretarlo, algo difícil si se esta volando en combate. Otro problema es que muchas veces el sistema fallaba y las bombas no se soltaban. De todas maneras, debido a su vulnerabilidad al fuego AAA, y la disponibilidad de otros aviones mas adecuados el La-5 casi nunca era utilizado en ataques a tierra.
Comparado a modelos con refrigeración liquida, el La-5 era muy resistente. Sin embargo, los depósitos de combustible montados en las alas y la presencia de largos conductos de fuel y combustible hacían que el avión fuese más vulnerable de lo esperado. Estos problemas se solucionaron en las versiones F y FN.
La producción de La-5 en 1943 y 1944 fue la siguiente:
Fábrica 1943 1944 Total por fábrica
GAZ-21 (Nizhny-Novgorod) 4619 3503 8122
GAZ-381 (Yaroslav) 240 221 461
GAZ-99 (Ulan Ude) 184 102 286
GAZ-31 (Tbilisi) 5 0 5
Total por año 5048 3826
Tabla 1: Producción del La-5 durante 1943/44.
