Эксперименты с установкой воздушно-реактивных двигателей на поршневые истребители начались еще в предвоенные годы В 1939 г на совещании Технического совета НКАП конструктор И А Меркулов выдвинул предложение об использовании ПВРД в сочетании с собственной ВМГ самолета для увеличения его максимальной скорости Работы велись при поддержке директора завода ╧ 1 НКАП ПА Воронина (с 1940 г — заместитель наркома авиационной промышленности) В августе того же года появился первый ПВРД Меркулова из серии ДМ («дополнительный мотор») — ДМ-1 с диаметром 240 мм, а в декабре на истребитель И-15 бис установили два ДМ-2 с диаметром 400 мм На этой машине с декабря 1939 г по май 1940 г летчики-испытатели П Е Логинов, А В Давыдов и Н А Сопоцко совершили 54 полета При собственной скорости самолета 315 км/ч ускорители давали прирост в среднем 15 км/ч В сентябре 1940 г летные испытания прошел И-153 с ДМ-2 (летчики-испытатели П Е Логинов, А В Давыдов и А И Жуков) и показал средний прирост скорости при включении ПВРД — 30 км/ч Менее чем через месяц на испытания вышел И-153 с усовершенствованными двигателями ДМ-4 27 октября на нем на высоте 2000 м был получен прирост в 51 км/ч Однако расход бензина у ПВРД оказался существенно большим, чем у поршневых моторов, и у ДМ-4 достигал 20 кг/мин
В январе 1941 г в письме на имя И В Сталина нарком А И Шахурин докладывал «Кратковременное использование ВРД дает возможность самолету получить преимущество в бою за счет максимальной скорости, что позволяет догнать противника или уйти от него В настоящее время высокий расход топлива ВРД не позволяет еще говорить о непосредственном применении его на боевых самолетах Потребуется доработка двигателя, для чего в ЦАГИ организуется специальная группа по изучению проблемы реактивного двигателя Кроме того, для проведения дальнейших конструкторских экспериментальных работ по развитию ВРД и его применению намечено организовать опытную базу по герметическим кабинам и реактивным двигателям в промышлением здании бывшей суконной фабрики, занимаемой в данное время домом инвалидов-хроников около станции Владыкино под Москвой.
В 1940-1941 гг проводились работы по установке ВРД на опытный истребитель Боровкова и Флорова БоФ-1 (И-207 ╧ 3) и на Як-1 НаИ-207было совершено около 20 полетов с включенными ПВРД (ДМ-4) Параллельно эти конструкторы проектировали истребитель с мотором М-71 и двумя ПВРД ДМ-12 По расчетам прирост скорости от включения ускорителей достигал 100-150 км/ч при продолжительности их функционирования 20 минут Работы по Як-1 с ПВРД, обещавшего дать десятиминутный прирост скорости приблизительно в 100 км/ч, развития не получили Годом позже Яковлев спроектировал истребитель Як-7Р с одним ЖРД Д-1А-1100 Л С Душкина и двумя ПВРД ДМ-4, но реализовать его не удалось В 1944 г на поршневой истребитель Як-7Б установили двигатели ДМ-4с, и на этом самолете летчик-испытатель С Н Анохин совершил несколько полетов, получив максимальный прирост скорости от включения двух ПВРД — 53 км/ч на высоте 2340 метров
Наибольший объем работ по установке воздушно-реактивных двигателей на поршневые самолеты был произведен на истребителях С А Лавочкина.
В августе 1942 г летные испытания прошел ЛаГГ-3 ╧ 31213173 с двумя прямоточными двигателями ВРД-1 конструкции НИИ ГВФ и ИХФ (их создатель М М Бондарюк тогда был начальником ОКБ-3 НИИ ГВФ) Целью испытаний являлась оценка эффективности и эксплуатационных качеств ВРД-1, представленных в двух вариантах нормальном (диаметр входа 140 мм, общая длина 2150 мм, вес 16 кг) и форсированном (диаметр входа 170 мм, общая длина 1900 мм, вес 16 кг) Двигатели крепились к плоскостям самолета возле второй нервюры Подача топлива в них производилась при помощи бензонасоса БНК-10, установленного на правом приводе синхронизатора мотора От нагнетателя мотора отбирался воздух для распыла и частичного испарения бензина.
Перед началом летных испытаний на земле произвели татировку истечения топлива. Провели огневые испытания ВРД-1, в которых для создания скоростного напора впереди испытуемого самолета устанавливается ЛаГГ-5 Двигатель на земле удалось запустить только два раза, но из-за неравномерности и небольшой скорости обдувающего потока выводы о работе ВРД-1 сделать не удалось.
Первый полет ЛаГГ-3, состоявшийся 5 августа, посвятили проверке крепления ПВРД Затем в шести последующих провели отработку подачи горючего, регулировку состава смеси и системы зажигания, проверку запуска и работы ВРД-1 на различных высотах и скоростях В семи полетах исследовались пусковые качества и эффективность двигателей, а также была определена потеря максимальной скорости при наличии и отсутствии обтекателей узлов подвески Всего до 16 августа на ЛаГГ-3 с ВРД-1 летчик-испытатель капитан Мишенко совершил 14 полетов.
Полученный абсолютный прирост максимальной скорости (по отношению к скорости полета с выключенными ПВРД) на высоте 1500 м составил 12-15 км/ч Сами двигатели вместе с обтекателями узлов подвески имели большое аэродинамическое сопротивление и снижали максимальную скорость на 35-40 км/ч Хотя процесс горения в ВРД-1 не отрегулировали, полученный прирост скорости от расчетной величины отличался незначительно Согласно проведенным расчетам при полете ЛаГГ-3 ╧ 31213173 с мотором М-105ПФ увеличение максимальной скорости от включения ускорителей должно было составить 23 км/ч на высоте 4000 метров и 17 км/ч на высоте 1500 м для нормального варианта и, соответственно, 49 и 40 км/ч -для форсированного Правда, последний вариант из-за недостаточной производительности насоса ВНК-10 не испытывался.
По результатам летных испытаний сделали заключение «Необходимо форсировать работы по улучшению режима горения, запуску на больших высотах, автоматическому регулированию состава смеси и конструированию рациональных форм подвески и ВРД обеспечивающих более органическую связь с самолетом». Отчет о проведении первого летного испытания ЛаГГ-3 с ВРД-1 в настоящее время хранится в научно-технической библиотеке НЦ им М В Келдыша.
М М Бондарюк продолжал работы над созданием авиационных прямоточных двигателей, и в 1944 г появился ПВРД-430 (диаметр 430 мм) с тягой 170 кгс у земли В марте 1946 г на 301-м заводе выполнили эскизный проект опытного самолета С А Лавочкина «120» с двумя такими двигателями. Однако затем выбор пал на четырехпушечный истребитель «126» Этот самолет, доработанный под установку двух дополнительных двигателей ПВРД-430, получил заводской индекс «164» (Ла-126 ПВРД).
На обеих консолях крыла возле нервюры ╧ 2 установили четыре легкосъемных узла крепления ускорителей, между крылом и корпусом двигателя — металлические обтекатели, а на левой консоли над ПВРД-430 — приемник давления Дополнительно были усилены узел крепления стабилизатора и лонжерон руля высот: Внутри кабины разместили оборудование, связанное с работой ускорителей. На место двух пушек — леве и крайней правой, боекомплектов патронных ящиков к ним установив агрегаты управления и питания си< темы ПВРД.
На летно-испытательной станции завода ╧ 301 в период с 26 июня п 4 сентября 1946 г. прошли совместные заводские испытания самолет «164». Их целью являлось получении исходных данных для определения эффективности работы и эксплуатационных качеств ускорителей. Летчики-испытатели завода А.В. Давыдов и А.А. Попов совершили 34 поле та (29 и 5 соответственно) общей продолжительностью двенадцать с половиной часов на высотах 200, 500 1000, 2000, 3000 и 4800 метров. В тридцати полетах включались ПВРД и в сумме проработали в воздухе 46 минут. Из всех 110 включений ускорителей в 20 происходили отказы зажигания, основной причиной которых стали неполадки в системах зажигания и топливоподачи. Только в одном случае отказ произошел, когда обе эти системы были исправны. Анализ причин этих отказов показал, что к ним приводил либо перегар бабины, либо нештатная работа пусковой форсунки, связанная с ее засорением или с нарушением регулировки дросселя. Полученная на испытаниях максимальная скорость полета с работающими ПВРД составила 694 км/ч на высоте 2340 метров и 663 км/ч на высоте 1235 м. Прирост скорости, соответственно, был равен 109 и 104 км/ч, что совпадало с расчетными данными и свидетельствовало о хорошей работе двигателей. Однако ускорители имели большое аэродинамическое сопротивление, и это приводило к ухудшению летных характеристик. В итоге, прирост скорости относительно самолета, необорудованного ускорителями, на указанных высотах составил только 64 км/ч и 62 км/ч. При условии улучшения аэродинамики подвески ускорителей и отработанной регулировке подачи горючего на полностью установившейся скорости прирост скорости самолета «164» на высоте 2000 метров на отрезке 10-15 км можно было довести до 75-80 км/ч, а на высоте 5000 метров — до 90-100 км/ч.
