Согласно эскизному проекту общая компоновка истребителя (за исключением шасси) осталась как и у предшественника, а прирост скорости ожидалось получить при замене толстого крыла Як-3 утонченным, набранным из профилей ЦАГИ 12145 у корня и 101012 на его концах, с меньшим коэффициентом аэродинамического сопротивления. Механизация несущей поверхности состояла из щелевого закрылка с углами отклонения 15 градусов на взлете и 50 градусов — на посадке.
Это повлекло за собой переделку основных опор шасси. Колеса основных опор имели размер 600х180 мм, а хвостовое — 230х180 мм. Поскольку в тонкое крыло они полностью не убирались, пришлось стойки навесить на лонжеронах крыла вблизи фюзеляжа. На самолете предусматривалась установка катапультного кресла с бронеспинкой и лобового бронестекла толщиной 55 мм. Вооружение запланировали из двух пушек НС-23 с общим боезапасом 200 патронов (впоследствии сократили до 120 патронов), прицел ПБП-1а (впоследствии замененный на АСП-1Н) и фотопулемет С-13.
Состав оборудования, включая кислородный прибор КП-14 с двухлитровым баллоном, остался прежний.
Расчеты показали, что с крылом площадью, как у Як-15, максимальная скорость на высоте 5000 метров не превысит 822 км/ч, но с уменьшенной до 13,5 м
Реактивная спарка
Одной из первых модификаций Як-15 стала спарка, получившая обозначение Як-21 (Як-ЮМО вывозной, Як-15В или Як-21В). Названий много, а машина была одна. Як-21 № 31001 впервые облетал летчик-испытатель завода № 31 П. У. Фокин (ведущий инженер В. Г. Григорьев и механик О. В. Яницкий) 5 апреля 1947 года. Смущает номер машины: 01. Известно, что самолет с таким же номером потерпел аварию 17 октября 1946 года. Не исключено, что его не сдали в металлолом, а переделали в спарку.
Як-21 стал первым советским реактивным учебно-тренировочным самолетом, но пока еще опытным.
В заключении акта по государственным испытаниям Як-15, в частности, отмечалось:
Требования к будущему УТИ Як-17 оставались примерно такими же, как и к Як-21: максимальная скорость у земли — 770 км/ч, на высоте — 800 км/ч, дальность — 600 км, практический потолок — 10 км, время набора высоты 5000 метров — 4,3 минуты, длина разбега и пробега — 350 и 400 метров соответственно. Двигатель оставили прежний — РД-10 статической тягой у земли 900 кгс, а на высоте 8000 метров и скорости 800 км/ч — 400 кгс.
Опытный экземпляр самолета переделали из серийного Як-15 № 01464 на заводе № 464. От своего предшественника он отличался не только двухместной кабиной с дублированным управлением и трехколесным шасси, но и отсутствием вооружения.
Как и у предшественника, подвижные створки обеих кабин летчиков сдвигались назад по направляющим.
Согласно плану опытного самолетостроения, утвержденному Постановлением правительства № 493–192 от 11 марта 1947 года, машину предписывалось предъявить на государственные испытания в том же месяце. Но самолет, полностью подготовленный к испытаниям, почти месяц простоял на заводе. Эта задержка объяснялась ремонтом моста по дороге в Раменское. К рулежкам приступили лишь 18 апреля, а первый полет Як-21Т состоялся 6 мая 1947 года. Заводские испытания (ведущие инженер Н. И. Леонов, летчик Г. С. Климушкин, механик И. В. Казаманов) завершились спустя две недели.
Машину без вооружения сдали на государственные испытания 6 июня, которые начались спустя шесть дней и завершились 1 июля. Ведущими по самолету в НИИ ВВС были летчики А. Г. Прошаков и В. П. Трофимов. Облетали машину В. С. Холопцев, П. М. Стефановский, А. Г. Кочетков, Г. А. Седов, В. Е. Голофастов, Л. М. Кувшинов, И. В. Тимофеенко, А. Г. Терентьев и О. Н. Ямщикова.
Вопреки заданию, дальность получилась почти в два раза меньше — 370 км, а максимальная скорость ниже у земли на 74 км/ч и на высоте 5000 метров — на 72 км/ч ниже. Непрерывный набор высоты на режиме максимальной скорости можно было производить только до высоты 8000 метров из-за ограниченного времени (до 10 минут) непрерывной работы двигателя на номинальном режиме. Да и полеты на большой высоте оказывались нецелесообразными из-за малого запаса топлива. Все это стало следствием размещения второй кабины пилота, по-другому не получалось.
В заключении акта по результатам государственных испытаний специалисты НИИ ВВС записали:
Там же отмечалось:
В марте 1948 года на заводе № 31 провели специальные испытания системы аварийного сбрасывания подвижных створок фонаря кабин курсанта и летчика-инструктора. В результате было установлено, что подвижная створка передней кабины сбрасывается, а задней кабины — не сбрасывается. Замером давлений, действующих на обе подвижные части, было установлено, что на подвижную створку фонаря передней кабины действовала отсасывающая сила, на заднюю — давящая.
Обе подвижных створки свободно открывались и закрывались в полете со скоростью до 650 км/ч по прибору на высоте 4000 метров. Так как подвижная створка задней кабины открывалась лишь на 480 мм, что недостаточно для свободного покидания самолета в случае необходимости, то в серийном производстве ее доработали, увеличив ее ход до 600 мм на всех машинах, кроме десяти, предъявленных на войсковые испытания.
Промышленность провела большую работу по улучшению машины, но устранить все 65 недостатков на серийных машинах сразу не удалось, «закрыли» лишь 33 позиции.
В таком виде весной 1948 года десять Як-17 (№ 3120001, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 10, 12), изготовленные в феврале 1948 года с двигателями РД-10 (ресурс 25 часов), были предъявлены на войсковые испытания, проходившие в 162-м иап 309-й иад 7-й ВА. До 31 марта самолеты находились в 49-м иап.
Войсковые испытания проходили со 2 апреля по 4 июня 1948 года. Как следует из акта по их результатам, летные качества и оборудование двухместного учебно-тренировочного истребителя УТИ Як-17 обеспечивали обучение полетам на реактивном самолете курсантов в летных училищах.
Оборудование инструкторской кабины рычагами и приборами управления самолетом и двигателем позволяло выполнять самостоятельный полет, а также командное управление инструктором шасси, щитками и тормозами обеспечивало безопасность учебных полетов.
Специалисты НИИ ВВС отметили, что
По сравнению с серийным Як-15 на «трехколеске» изменили конструкцию передней части фюзеляжа, увеличили на 0,1 м