I-301
前言
I-22这名称和LaG-5一样充满谜团。
沙夫罗夫的《苏联飞机设计史，1938-1950》中认为I-22也被称为I-301，后来被命名为LaGG-1[1]。也有人称I-22这个编号只是某人的臆造，因为没有任何文件证据[2]。也有些固执的文章认为I-301是LaGG-3（这个说法本人认为明显有问题……），I-22才是真正的LaGG-1。还有专著认为先出现的I-22项目，创立OKB-301后再命名为I-301。或许I-22指的是第一架I-301在为满足将航程从600公里增加到1000公里的指标改造前的状态，这也能符合LaGG-1、LaGG-3之间的变化。
本人不得不对苏联空军前期的窘迫、“三驾马车”的相识、拉沃契金设计局的创立等令人津津乐道的话题一笔带过(肯定还是有所提及的，这部分内容由拉沃契金副手阿列克谢耶夫发布于Мир Авиации的回忆录整理而成[4])，虽然脱离了时代背景飞机的研发史会缺少很大一部分，但是如果在此详细介绍那篇幅会实在过长，此处仅讨论I-22/I-301这一机型。
设计局的诞生
为应对苏联歼击机航空兵在Bf-109于西班牙首次亮相后所面临的严峻局势，要求采取非同寻常的措施。斯大林意识到了局势的严重性并邀请几乎所有愿意参与的专业航空工程师来设计“反梅塞施密特”战机。
戈尔布诺夫建议拉沃契金向政治局提出一项关于制造水冷发动机歼击机的建议。戈尔布诺夫和拉沃契金比其他设计师更了解苏联航空工业的潜力，也许正因为如此，他们提议制造一架全木制飞机。在20世纪30年代末的全世界（包括苏联），使用木材作为航空结构材料已被视为不合时宜，但由于苏联铝的匮乏导致战前制造的几乎所有歼击机都采用了混合结构，同时这样也能让资质较低的工人也能大规模生产飞机。
拉沃契金仅用一周时间完成了前期草图设计。两周后，戈尔布诺夫和拉沃奇金带着他们的项目去找了M.M.卡加诺维奇。那是在1938年底或1939年初，因为在1939年1月11日，人民航空工业委员部已被划分为四个独立的人民委员部，其中包括航空工业人民委员部。
在接待室里，他们遇见了古德科夫。戈尔布诺夫的关于使用三角胶合板(дельта-древесина)制造新型飞机的报告（DSP-10是通过热压浸有酚醛树脂酒精溶液的桦木单板制成，并用VIAM-B3胶水粘合）吸引了卡加诺维奇，而且让卡加诺维奇误以为这架飞机是他们三人共同提出的————而在会谈结束后，古德科夫也恳求他的同事们一定要带上他参加这个项目。三人都放弃了在总局的工作，开始着手该项目。
新成立的“三驾马车”获准在昆采沃航空螺旋桨和滑雪板工厂继续进行代号为I-22的歼击机研制工作。值得一提的是，该厂的总工程师是列昂季·约维奇·雷日科夫(Леонтий Иович Рыжков)——正是他开发了三角胶合板的制造工艺。
I-22设计工作组的组成有所增加，但由于已解散的西尔万斯基设计局设计师的加入，年轻团队尚未成为正式的设计局。
1939年2月，所有在飞机制造领域提出任何建议的人，所有尚未入狱的航空专家，都被邀请参加中央委员会的会议。这主要是关于飞机生产的大幅扩展，加快新飞机的制造速度。会议结束后不久，1939年5月，新设计局正式成立。其基础是301号工厂（一家专门为苏维埃宫生产家具的家具厂，但后来苏维埃宫项目被取消，这家家具厂也转交给了飞机制造厂），设计局被指定为OKB 301。
研发之路
OKB-301提出的方案获得了热烈支持。这种热情并非源于飞机的高战术和技术特性，也不是因为阻力与机体重量的优异比例，而是因为战斗机设计中几乎没有使用战略重要材料。
为了尽快完成I-22项目，曾在第301国营航空工厂（ГАЗ-301）工作过的A.G.Brunov和V.V.Kondratyev被派往协助OKB-301。不久，更多新设计局的专家被调往OKB-301。新成员中有D.P.格里戈罗维奇和负责螺旋桨设计的Y.B.什图尔泽尔。中央空气流体动力学研究所（TsAGI）的专家们为承力机架的制作提供了极大帮助。I-22型号在风洞中进行了测试，基于这些实验，对飞机设计进行了修改。
1939年7月29日，苏联人民委员会发布了第243号官方决议，包括建造两架“K工程”（Объект К）的歼击机项目，该机后来根据设计局编号被命名为I-301。
根据决议，I-301被设计成两种改型：配备M-105发动机和TK-2涡轮增压器的高空歼击机，以及配备M-106发动机的前线歼击机。两种改型的最大航程均应达到600公里。高空截击机在9000米高度的最高速度定为650-675 km/h，升限为12000米；前线歼击机在6000-7000米高度的速度定为600-625 km/h，升限为11000米。除了机枪外，该机还必须装备一门安装在气缸V型夹角内的机炮。此外还有一项建议，即在机翼下布置RS-82火箭弹的发射架。这两个型号设定了相同的部分参数：回转时间为16-18秒，降落速度不超过120公里/小时，航程600公里。
8月29日，苏联人民委员会签署了关于制造两架I-301歼击机的决议。要求在1940年2月前造出第一架搭载M-105TK2发动机的原型机，在同年5月前造出搭载M-106P发动机的第二架。就在这个阶段，40年代苏联航空业的主要问题暴露了出来——发动机问题。M-106的前景显得非常渺茫，至少赶不上飞机的首飞。涡轮增压器的情况同样不甚明朗。当时上述两款发动机都还不存在。在近期内，只能指望即将投入生产的“普通版”M-105，这是对量产型M-103A发动机的深度现代化改装，且尚未完全成熟。其用于安装机炮的版本——M-105P，直到1940年5月23日才被正式列装。
1939年10月11日，工农红军空军司令、二级集团军级指挥员洛克季奥诺夫批准了关于第301工厂“K”型歼击机草图设计的结论。
I-301第一个型号的计算性能并没有让军方满意，他们把项目退回要求修改。与此同时，第二种歼击机型号的草图设计准备工作正在全速进行，并于1940年1月19日获批。这架飞机搭载了强大的火力：一门23毫米MP-6机炮（即PTB-23，在实验性步兵榴弹发射器AG-T的基础上研制的，射速为580-620发/分钟，初速为873米/秒。其主要缺点是后坐力极高，导致在搭载M-105P发动机的地面测试期间开始出现裂纹。该机炮随后被从已展开的生产线中撤下），两挺12.7毫米BS机枪和两挺7.62毫米ShKAS机枪。其计算出的低空最高时速不低于489公里/小时，而在10公里高空则为648公里/小时。
1940年春季首架被制造出来的原型机是一架前线战斗机，但是安装了M-105P而不是计划中的M-106，阿列克谢耶夫这么描述第一架原型机:
————它以出色的表面处理著称——整架飞机都被涂上清漆和抛光，光亮如新。你可以像照镜子一样看着厚厚的樱桃色表面。技师们很快将这辆车称为“钢琴”。
I-301原型机全身涂有深樱桃色酚醛塑料清漆，抛光至镜面光泽
第一架飞机造好后，发现了大量各种各样需要消除的缺陷。达到飞行状态的飞机被称为“备用机”。但实际上，它还是那架一号机。
1940年3月30日(一说28日)，阿列克谢·尼卡辛(Алексей Никашин)首次试飞了原型机。为了节省时间，客户代表——空军科学研究所参与了测试。从3月31日开始，试飞按计划进行，每隔一两天飞一次。I-301没有发生像I-26那样的飞行事故，但也出现过硬件故障。在工厂测试期间，更换了两次发动机，液压系统漏油三次，且至少有一次原型机不得不紧急着陆；尼卡申指出操纵系统的操作力过大，不过他也评价该歼击机的飞行性能令人满意，并且飞机适合中等及中等以下飞行水平的飞行员驾驶。
工厂测试于4月12日结束。4月底，开始准备该机参加红场上的五一空中阅兵。5月1日由尼卡申驾驶，进行了精彩的展示。
原型机以I-301编号送往国家测试，该测试于1940年6月15日至27日在空军科学研究所进行。在这些测试中，连夜改进了排气管的I-301在地面的最高速度达到了503公里/小时，在5000米高空达到605公里/小时，爬升到该高度的时间为5.8分钟，爬升到8000米需要12.7分钟。
I-301原型机，1940春
在国家测试期间，I-301完成了42次飞行。当然，这架飞机还很不成熟——更换过起落架轮胎、水散热器和化油器，排除了发动机冷却系统和气动系统的漏气漏水问题，但没有发生可能延误测试的严重故障。在首席工程师P.G.彼捷林领导下的工厂工人团队积极参与了改进工作。与I-26一样，I-301未能通过国家测试，但与I-26一样，根据国家测试的结果，I-301被建议投入量产，便在1940年进行25至30架的军事测试。
“工程师拉沃契金、戈尔布诺夫、古德科夫设计的I-301飞机在武器系统尚未完善的情况下提交了国家测试，并且没有进行螺旋、俯冲和高级特技飞行测试……在二号机（复份机）上必须取消俯冲速度的限制，并消除一号机国家测试中发现的缺陷。我们认为有必要建造一批25-30架的I-301用于1940年的部队测试，并立即开始准备飞机的量产……我们认为有必要请求航空工业人民委员沙胡林先生，希望航空工业人民委员部能提高对I-301飞机的改进、测试和建造工作的关注度。”
关于I-301飞机测试的结论
I-301身上发现的缺点着实不少：座舱内闷热，由于座舱盖玻璃质量差导致前方和侧方视野不佳，爬升时水和机油过热（在水和机油散热方面，I-301比I-26要差得很远），副翼和升降舵在驾驶杆上的操纵力过大，纵向稳定性不足，起飞时起落架支柱承受的负荷达到极限，对于歼击机在野战机场的维护保养便利性也提出了意见；此外还存在“缺失”着陆灯和无线电台的问题。
截至8月10日，I-301共完成79次飞行，总计时间超过32小时。然而就在那天发生了事故。遗憾的是，阿列克谢·伊万诺维奇听信了301厂代表为了省一天的劝说，在傍晚时分起飞了。飞行本身很顺利，但必须迎着夕阳降落；在这种情况下，尼卡申在拉平时未能正确判断高度——起落架无法承受粗暴着陆时的冲击，主起落架支柱刺穿了中央翼段的蒙皮，尾橇连接节点也折断了。第一架原型机的损坏打乱了歼击机重新提交国家测试的期限，但这毕竟只是损坏——不是坠机灾难。飞机的维修工作一直拖到10月25日。希姆基以双倍的速度加快进行第一架I-301的修理和“备份机”的建造工作。
事故后的I-301，1940年8月10日
修复后的第一架I-301于10月25日在空军科学研究所进行了试飞。现在可以进行俯冲和武器射击测试了；修复后的I-301成为了当时苏联单发歼击机中第一架配备了严谨导航设备——无线电半罗盘的飞机，其工作状态也需要进行验证（遗憾的是，量产飞机没有安装）。
1940年11月，I-301的第二架原型机在朱可夫斯基飞行试验所。与量产的LaGG-3不同，I-301左翼下方没有着陆灯
第一架原型机成功飞行至1941年1月4日，当时在飞行中发动机轴承损坏。飞行员设法将飞机机腹着陆，但飞机受到了严重损坏。他们决定不修理它，而是将整个测试计划转移到几乎与修复后的I-301-1同时开始飞行的“二号机”上。尼卡申驾驶“二号机”完成了一项极其重要的航程测试飞行，路线为莫斯科-库尔斯克-莫斯科，全长840公里。飞行后排出的15
第二架原型机没有无线电台，舵上也没有平衡重物。武器配置变为三挺UBS
在第二架I-301通过引入两个外翼段油箱从而增加了燃油储量之后，它便以LaGG-3的型号在几家工厂同时投入量产。
根据1940年12月27日航空工业人民委员部第704号命令，作战飞机根据总设计师的姓氏获得了新的编号，特别地，I-301飞机被重新命名为LaGG-1，而其改进型（带有五个油箱）被命名为LaGG-3，拉沃契金的姓氏排在第一位，尽管在1939年9月1日航空工业人民委员部第249号命令中，戈尔布诺夫被任命为第301工厂“SI”（高速歼击机）的项目负责人。
设计
I-301是一种单座全木制下单翼飞机。飞机设计中广泛使用桦木胶合板和松木。三角胶合板DSP-10被用于制造主梁架、肋骨和机身前部的各个部件。由于使用木材，其比竞争对手重得多，重达2968公斤（例如，雅科夫列夫的I-26原型机仅重2700公斤）。飞机机身采用木制硬壳式结构，呈椭圆形截面，过渡到尾部为龙骨桁架。机身骨架由15个隔框、4个大梁和12个桁条组成。垂尾与机身是一体成型的。加强隔框（第1和第14号）使用了三角胶合板制造，大梁由变截面的松木条制成。除了松木外，机身承力结构还使用了椴木和白蜡木。机身前部固定有一个用于安装发动机支架和武器的金属托架。机身所有木制部件都使用 ВИАМ-ЗБ 胶水连接，不使用钉子或螺丝。机身蒙皮由桦木单板粘合而成；机身蒙皮的厚度从前部的9.5毫米变为尾部的3毫米。机身表面的外部处理包括将单板与织物粘合在一起、涂抹腻子以及在喷漆前仔细打磨不平整处。托架是由镀锌钢管焊接而成的承力桁架。
配备M-105P水冷发动机以及一个ВИШ-61П三叶变距螺旋桨。M-105P发动机采用水冷，水系统容量为90升。蜂窝状水散热器安装在飞机机身下方的涵道内。水温的调节是通过一个特殊的风门板进行的，它可以改变水散热器涵道进气口的截面积。直径为3米的金属三叶变距螺旋桨ВИШ-61通过Р-7调节器自动维持设定的发动机转速。螺旋桨桨毂被整流罩覆盖。
在第一架I-301上，中央翼段内有三个油箱，中央油箱容量为124升，剩余两个容量为114升，总容量为340升（在汽油比重为 0.725 克/立方厘米时，可装 250 公斤汽油）。在第二架I-301以及随后的LaGG-3上，在机翼外翼段又增加了两个容量共98升油箱，总汽油量达到452升（332公斤）。（资料确实存在油箱容量的个位数出入……）在每小时消耗137公斤汽油的情况下，这分别可保证1.8小时和2.5小时的飞行时间。
一号原型机飞机的武器系统由两门UBS（230发备弹）和一门PTB-23机炮(81发备弹)组成，并预留了两挺ShKAS机枪的位置。UBS布置在机身前部，PTB-23安装在气缸体的V型夹角内。不久后人们发现PTB-23机炮的可靠性不足，因此将二号机的武器配置更换为一挺12.7毫米机枪。（老实说关于这两门UBS的备弹数量也众说纷纭，从210发至230发都有人提及）
I-301在机头加装两台ShKA前的复原图。（图源：I-301原型机）
I-301在机头加装两台ShKA后的复原图。（图源：I-301原型机）
装甲防护包括厚度为55毫米的前部防弹玻璃和8.5毫米的钢制防弹背板。
历史轶事
1.正如之前写到的那样，古德科夫原先并不在设计组中————他是被误以为参加后自己恳求戈尔布诺夫他们加入的。
2.戈尔布诺夫作为名义上的负责人时间并不长（实际上所有主要的设计问题都是由拉沃契金解决的）。大约在1939年秋天，戈尔布诺夫与一位名叫舒拉·沙班的女士陷入了热恋（他们后来结婚了），导致他将研发歼击机的工作退居次席。古德科夫则完全沉浸在新飞机的制造工艺流程中。在这种情况下，第301工厂厂长Yu.B.埃斯金在航空工业人民委员部委员会上提议任命拉沃契金为该飞机的负责设计师。这一非同寻常的身份尚不等同于总设计师的职位，但它赋予了必要的权力因此，签署技术文件和各种“发出”文件的责任，必须落到一个每天都在上班并随时掌握设计脉络的具体人身上。
然而，直到1940年2月的文件中，仍有将戈尔布诺夫称为I-301飞机总设计师的记录。拉沃契金正式被任命为总设计师可能要到1940年11月：根据1940年11月23日航空工业人民委员部第657号命令，拉沃契金被任命为第21工厂的总设计师，其任务是全力集中于将I-301飞机投入量产，但这并不意味着谢苗·阿列克谢耶维奇成为了该飞机整体的总设计师。提前说一句，航空工业人民委员部于1941年2月10日下达命令，指定第21工厂为这款新飞机的主力工厂，同时规定了以下程序：所有图纸的修改均由拉沃契金，即该歼击机的总设计师批准。需要指出的是，尽管关于拉格战机诞生历史的出版物数不胜数，但关于任命拉沃契金为总设计师的问题，目前仍相当模糊。
3.对于I-301原型机，最先工厂军代表飞行员 V.A.斯捷潘琼诺克被指定为试飞员，他从3月19日起驾驶该机进行了一系列滑跑测试。首飞定于3月25日。
但在有一天为首飞做准备时，由于天气不好，能见度极差，在机库都看不见跑道尽头，斯捷潘琼诺克提议不要起飞。在阿列克谢耶夫去给拉沃契金打电话告诉他今天不起飞时，人民委员部副委员沃罗宁和工厂厂长杰缅季耶夫问斯捷潘琼诺克为什么不起飞，斯捷潘琼诺克认为能见度太差而前者认为天气不错，于是斯捷潘琼诺克就用“强大的俄语武器库攻击了他们”（虽然阿列克谢耶夫回忆录单纯说的是斯捷潘琼诺克骂了他们，但是在另一篇文章中看到了这个描述，笔者实在是绷不住决定分享给大家）。
其实沃罗宁刚刚才当上新任航空工业人民委员部副委员，根本没几个人认识他的脸。杰缅季耶夫也从来没和阿列克谢耶夫他们打过交道。
人民委员部坚持要求停飞斯捷潘琼诺克，而空军则有理有据地认为错在沃罗宁——他本应该先做自我介绍。要是那样，也就不会发生这种对话了。双方争吵了两个星期。结果，最终还是给设计局指派了一名新飞行员——阿列克谢·伊万诺维奇·尼卡申。（注：个人解读是就不会被骂的狗血淋头了，但肯定不会继续飞）
4.1940年7月3日，在空军科学研究所所长A.I.菲林的主持下召开了I-301测试报告审批技术会议，拉沃契金受邀参加。会上指出，为了全面评估该机，目前所做的工作还远远不够。经过漫长的辩论（拉沃契金在辩论中激烈地捍卫自己的作品，并强调由于未能获得预期的M-106，原型机搭载的是较落后的M-105P发动机），最后还是决定量产I-301。后来投入生产的苏联三款有前途的歼击机中，只有I-200（Mig-1）一次性通过了国家测试，而后来成为传奇的Yak-1的I-26原型机，同样经历了与I-301一样漫长的修改之路。
5.LaGG-3的量产与设计师团队的解散同时发生。1940年底，戈尔布诺夫以OKB 31总设计师兼负责人的身份，被派往第31航空工厂指导歼击机的投产工作；拉沃契金最初准备在列宁格勒的第23航空工厂领导歼击机的投产准备。然而，根据1940年11月23日航空工业人民委员部的第657号命令，他被任命为高尔基第21航空工厂的总设计师。1941年2月10日，人民委员部又下发了一项命令，将该企业指定为掌握LaGG-3生产的主导企业；而雄心勃勃的古德科夫，之前对拉沃契金被任命为I-301的负责设计师感到相当不快，根据航空工业人民委员部12月14日的命令，他成为了OKB 301的负责人。
这也导致了后续LaGG-3型号的混乱与细节差异。尽管初始技术文件是通用的，但每个工厂生产的不同型号的图纸和工艺卡都是各自独立的，导致不同地点生产的LaGG-3零件无法互换。如果说初期生产型飞机的改进还可以说是标准化的，那么后期不同工厂生产的飞机差异则非常明显。LaGG-3生产过程中实施的主要变更，通常根据其生产批次进行分类。但需要指出的是，这些批次之间的差异界限往往相当模糊。
资料来源
- [1] В.Б. Шавров, “История конструкций самолетов в СССР,1938-1950гг.”;
- [2] Николай Якубович, Неизвестный Лавочкин, 2012;
- [3] Истребители Лавочкина в Великой Отечественной войне, Авиация и космонавтика 2000 05-06;
- [4] Рождение КБ, Мир Авиации, 1995, 02;
- [5] Иванов С. В., ЛаГГ-3;
- [6] Рожденные для боя (2), Авиация и Космонавтика, 2020, 02;
- [7] Рожденные для боя (3), Авиация и Космонавтика, 2020, 03;
- [8] Детище триумвирата (Истребитель ЛаГГ-3); Авиация и Время, 2019, 01;
- 部分图片来源：I-301 prototype
特别感谢Massimo Tessitori和他的网站。