Самым массовым советским поршневым авиамотором стал М-105 (ВК-105). Он устанавливался на истребителях ЛаГГ-3, Як-1, Як-7, Як-9, Як-3, бомбардировщиках Як-4, Пе-2 и Ер-2.

Можно долго спорить, какой авиационный двигатель внёс наибольший вклад в победу советских вооруженных сил в Великой Отечественной войне. Но если смотреть с количественной стороны, это безусловно климовский М-105. Тогда как АМ-38 и АМ-38Ф вместе выпустили немного более 40 000, то М-105 в разных модификациях изготовили почти 75 000. Ни один отечественный авиамотор не может в этом отношении сравниться с ним. Двигатели М-105 устанавливались на большую часть типов истребителей и на несколько типов бомбардировщиков.

Проект нового мотора М-105С разрабатывался под руководством В.Я. Климова с 1937 года. Это была более глубокая модернизация исходной “Испано-Сюизы”, чем ранее. По заданию требовалось получить номинальную мощность 1050 л.с. и максимальную 1100 л.с. при весе 510 кг. На государственные испытания М-105С необходимо было выставить к ноябрю 1938.

За основу взяли М-103А, по сравнению с которым усилили коленчатый вал, картер, блоки и шатуны, ввели трехклапанный (вместо двухклапанного) механизм газораспределения с двумя выпускными клапанами, двухскоростной, но одноступенчатый, нагнетатель, увеличили степень сжатия. Двигатель также форсировали по оборотам.

При этом Климов шел в том же направлении, что и конструкторы Франции и Чехословакии, параллельно совершенствовавшие “Испано-Сюизу”. Французы с 1938 года работали над мотором 12Y51. На нём ввели двухскоростной нагнетатель, подняли степень сжатия и наддув и получили максимальную мощность 1100 л.с. при весе 495 кг. При этом французы перешли на использование 100-октанового бензина. Этот двигатель после доработки поступил в серию в 1940 году. Группа инженера Касала с завода “Авиа” в Чехословакии в ходе модернизации, как и Климов, внедрила трехклапанную головку и двухскоростной ПЦН. Результатом стал двигатель 12Y-1000-C с мощностью 1000 л.с., использовавшийся на истребителях B-35.

В сентябре 1938 с “Испано-Сюизой” решили заключить новое соглашение, но торговались более года и так и не договорились. В отличие от Швецова, Климову пришлось далее двигаться вперед совершенно самостоятельно.

Первые образцы М-105 изготовили в том же 1938 году и начали испытывать на стенде. Мощность равнялась 1050 л.с., в дальнейшем её хотели довести до 1150 л.с. Весной даже решились два мотора установить на опытный многоцелевой самолет ВИТ-2 конструкции Поликарпова. Первый полет на нем совершил В.П. Чкалов 11 мая 1938 года. На государственных испытаниях в июле П.М. Стефановский достиг отличной по тем временам скорости 533 км\ч.

Но моторы были ещё очень “сырыми”, доводка велась долго. Трескалось то одно, то другое. А ещё двигатель страдал “факельным выхлопом” - с пламенем. В середине января 1939 один М-105 с новой крыльчаткой ПЦН и двумя противовесами на коленвале успешно наработал 100 часов. В процессе доводки двигателя в мае 1939 установили карбюратор АК-105 (в последствии именовался К-105) вместо АК-103, внесли много других изменений. Лишь к июлю М-105 решились запустить в производство. В августе военпредам уже предъявили 1-ю серию из 50 штук. Ресурс в то время определялся в 50 часов. За 1939 год мотор трижды выставлялся на государственные испытания (в мае, августе и октябре), но каждый раз возвращался с оценкой “неудовлетворительно”. 20 октября вышло специальное постановление Комитета обороны “О дефектах мотора М-105”. Тем не менее до конца года собрали 144 М-105. Однако на этих моторах стояли старые карбюраторы К-100А с расточенным диффузором - новые просто не поступили.

Надежность серийных М-105 оставалась весьма низкой. Из-за введения третьего клапана перемычки между ними сузились, тепловые напряжения приводили к возникновению трещин. Возникали трещины и на коренных шейках коленчатого вала, прогорали выхлопные клапаны. После доработки заданный вес выдержать не удалось: вместо 550 кг двигатель потяжелел до 570 кг. В январе 1940 года доработанный М-105 вновь выставили на государственные испытания. Но комиссия принять его отказалась - он не проходил заводских испытаний. В конце концов мотор всё-таки поставили на стенд и опять выявили целый “букет” дефектов.

В середине апреля 1940 (на год позже плана) на летные испытания вышел бомбардировщик СБ с двумя М-105. Из-за многочисленных дефектов не столько летали, сколько ремонтировали моторы. Опять зафиксировали трещины в клапанных коробках, а кроме того, на высоте падало давление масла. Испытания пришлось прекратить. В июне М-105 опять предъявили на летные испытания. На этот раз выявили отказы магнето, обрывы шпилек, разрушение вкладышей. Моторы “плевались” маслом, несколько раз вспыхивали карбюраторы. Были случаи заклинивания коленчатого вала из-за “масляного голодания”.

Тем не менее в июле рискнули провести войсковые испытания СБ с двигателями М-105. Шесть машин отправили в 95-й полк в Калинин (ныне Тверь). Одна из них не долетела: мотор заклинило, пилот совершил вынужденную посадку в Крюково. В результате потребовали прежде, чем начать испытания, сменить все двигатели на новые.

М-105 сначала выпускался только заводом №26 в Рыбинске. Эти двигатели устанавливали на последние серии бомбардировщиков СБ, а также на самолеты Як-4. Последний являлся усовершенствованным вариантом упоминавшегося ранее Як-2. Опытный его образец с двумя М-105 поднялся в воздух в марте 1940 года, а с августа эти бомбардировщики собирали серией. Моторами М-105 комплектовали также первые советские серийные пикировщики Ар-2, строившиеся в 1940-1941 годах. Эта машина являлась развитием проекта СБ так называемой “300-й серии” с укороченным крылом, измененными носовой частью фюзеляжа и оперением, а также размещением радиаторов внутри крыла.

М-105 выпустили менее полутора тысяч, производство свернули в 1940 году. Взамен появились новые модификации - М-105П и М-105Р. Первая предназначалась для истребителей. Основным её отличием была возможность установки пушки в развале блоков. Двигатель являлся массивным лафетом, поглощавшим отдачу. Ствол выходил наружу через полый вал редуктора. Расположение оружия по оси самолета облегчало прицеливание и не создавало проблем с пилотированием. Эту концепцию назвали “мотор-пушка”.

У фирмы “Испано-Сюиза” такие двигатели имелись: и у типа 12Х, и у 12Y были модификации с установкой местного варианта 20-мм пушки “Эрликон”. Документацию на такой мотор приобрели в рамках лицензии, так же как и образцы. Работу по установке оружия на М-100 начал Б.Г. Шпитальный. Он сделал М-100П с 20-мм пушкой ШВАК, который испытывался в 1936-1938 годах. У Климова был проект М-103П, в Рыбинске изготовили четыре опытных образца этого двигателя. 

Его развитием стал М-105П. Он получил редуктор с иным передаточным числом и увеличенным расстоянием между осями коленчатого и выходного валов. Аналогично М-100П и М-103П предусматривалась установка пушки ШВАК в развале блоков цилиндров, но новый мотор имел также два синхронизатора, рассчитанных на работу двух пулеметов каждый. Первые образцы М-105П изготовили в августе 1939. В конце года начался выпуск малой серии. В январе 1940 года мотор проходил летные испытания на истребителе И-26-1 (прототипе Як-1).

Официально М-105П приняли на вооружение и запустили в малую серию 23 мая 1940 года. Массовое производство начали после завершения госиспытаний в сентябре 1940. Мощность осталась прежней, но вес возрос до 608 кг.

“Двигатели В.Я. Климова, используемые на самолетах ”Як", а именно: М-105П, М-105ПА, М-105П-1СК, М-105ПД, М-106, ВК-107, ВК-108, допускали установку мотор-пушек калибра до 45 мм и даже до 57 мм, что являлось большим преимуществом этих двигателей. Мотор-пушка - это пушка, установленная в развале цилиндров V-образного двигателя и присоединенная к его картеру, что при стрельбе объединяло массу пушки с массой двигателя, разгружая легкую конструкцию самолета от сильного воздействия отдачи оружия." Степанец А.Т. “Истребители Як периода Великой Отечественной войны”.

М-105П устанавливали на истребителях-монопланах нового поколения ЛаГГ-3 и Як-1, принятых на вооружение незадолго до начала Великой Отечественной войны. Эти машины начали строить в массовых количествах. 21 ноября 1941 года в Рыбинск пришла телеграмма из Кремля, подписанная И.В. Сталиным и В,М. Молотовым. В ней, в частности, говорилось: “Нас интересует производство моторов 105 простых и пушечных. Эти моторы нас более или менее приближают к современной технике. Мы бы хотели, чтобы производство моторов 105 нарастало у вас из дня в день”.

Сталин не случайно написал “более или менее” - использование М-105П тогда считалось временной мерой. Предполагалось, что его быстро сменят новые, более мощные двигатели М-106 и М-107. А из вариантов “сто пятого” наиболее перспективным считался М-105ТК с турбонаддувом. Военные тогда полагали, что будущую воздушную войну станут вести на больших высотах. Но действительность опровергла расчеты теоретиков. М-105П в разных вариантах остался основным мотором нашей истребительной авиации до конца боевых действий.

Для истребителей двигателей требовалось много. В 1941 году к и производству подключили заводы №16 в Воронеже, №27 в Казани, №234 в Ленинграде (его образовали, слив вместе “Красный Октябрь”, фабрику роялей, завод пишущих машинок и патефонную фабрику!), №384 в Уфе (до этого делавший двигатели для комбайнов) и №466 в Горьком (ранее один из цехов Горьковского автозавода). Планы были ещё шире, но помешала война.

Параллельно с М-105П разработали М-105Р для бомбардировщиков. Он отличался меньшим передаточным отношением редуктора и установкой карбюратора в развале цилиндров, как у М-105. Эти моторы шли в основном на новые бомбардировщики Пе-2, выпускавшиеся с декабря 1940. Их устанавливали и на самолеты ДБ-240(Ер-2), но эти машины делали в значительно меньшем количестве.

В 1940 году моторов М-105Р производили гораздо больше, чем М-105П - 1271 против 235. Вариант для бомбардировщиков изготавливали в Рыбинске (параллельно с М-105П), а с 1941 года - также в Воронеже и Горьком. Два последних завода специализировались именно на М-105Р.

В 1941 году оба типа сменились усовершенствованными М-105ПА и М-105РА с усиленным картером, ужесточенными шатунами, беспоплавковым карбюратором К-105БП и регулятором оборотов Р-7 (вместо Р-2). Введение беспоплавкового карбюратора положительно сказалось на маневренности истребителей, сняв ограничение на выполнение некоторых фигур. М-105РА являлся аналогом типа ПА с редуктором от М-105Р. Мощность осталась прежняя, вариант РА весил 580 кг., ПА немного тяжелее - 600 кг. С июля 1941 года М-105РА устанавливались на серийных бомбардировщиках Пе-2. Их монтировали и на тяжелых истребителях Пе-3 и Пе-3бис, сделанных на основе Пе-2.

Выпуск моторов рос до осени 1941 года, при этом моторов для истребителей и бомбардировщиков собрали примерно поровну. Далее предприятия из прифронтовой зоны начали вывозить на восток. В сентябре - октябре 1941 года завод №26 эвакуировали в Уфу, завод №16 - в Казань, где слили с заводом №27. Производство двигателей практически прервалось до февраля 1942 года.

Далее приоритет отдали наращиванию серийного выпуска. Завод №16 вышел на предвоенный уровень производства в июле 1942 года, №26 в августе. В то же время внесение любых изменений, сдерживавших этот процесс, запрещалось.

Конструкторам оставалось только идти путем поиска паллиативных решений. Вели лишь незначительную доработку двигателей, устраняя наиболее существенные дефекты. Заместитель начальника 8-го главного управления НКАП позже охарактеризовал состояние опытно-конструкторских работ по авиамоторам в первый год войны как “застойное”.

Отечественные  моторы всё больше отставали от мирового уровня и по мощности, и по высотным характеристикам. У немцев к началу войны с СССР уже серийно производился DB 601E-1, развивавший на взлете до 1350 л.с. Наличие на нём гидромуфты привода нагнетателя обеспечивало плавную кривую изменения мощности по высоте, а не пилообразную, как у М-105ПА с механическим переключением скоростей. Более ранний DB 601N, часто встречавшийся на “мессершмиттах”, давал 1200 л.с., а на одну минуту позволял форсировать мощность до 1270 л.с. Англичане ещё в декабре 1940 провели летные испытания мотора “Мерлин 45”, который на максимале (но недолго) выдавал 1470 л.с. Большая тяга обеспечивала преимущество в скорости, скороподъемности и взлетных характеристиках.

У нас же наращивали количество и лишь немного совершенствовали серийную продукцию. В апреле 1942 на М-105ПА по инициативе ОКБ-115 и НИИ ВВС изменили регулировку нагнетателя, немного форсировав мотор по наддуву. При этом возросла мощность у земли, но ухудшились высотные характеристики. Мотивировали это тем, что на советско-германском фронте основные действия идут на малых и средних высотах. Так возник М-105ПФ с максимальной мощностью 1260 л.с. и весом 600 кг. На серийных двигателях ввели карбюратор К-105Ф (вместо К-105БП). С мая в Уфе собирали только эту модификацию, сдав за месяц 810 моторов. Уже в ходе производства доработали нагнетатель, изменили коленчатый вал и увеличили диаметр упругой муфты редуктора. На поздних сериях ещё раз дополнительно усилили коленвал. Начав с ресурса в 100 часов, к концу 1943 его довели до 150 часов.

Немцы и англичане к этому времени ушли гораздо дальше. Советским авиаконструкторам приходилось демонстрировать чудеса изворотливости, стараясь компенсировать недостаток мощности моторов снижением веса планера ( и это при нехватке легких сплавов).

Выпуск всех модификаций, кроме ПФ, прекратили к августу 1943 года с целью увеличить объем выпуска за счет ограничения количества типов изготовляемых моторов. Все предприятия перешли на сборку М-105ПФ. Так завод №466 начал делать их с июля 1943. Эти двигатели устанавливали на истребители Як-1, Як-7, Як-9, Як-3, ЛаГГ-3 и Пе-3бис. Аналогичный М-105ПФ тип РФ, отличавшийся редуктором, в производство не запускался. Пришлось ПФ ставить на бомбардировщики Пе-2, хотя для них это было невыгодно.

На моторах М-105ПФ, кроме пушки ШВАК, монтировали и другое оружие: пушки ВЯ-23, Ш-37 и НС-37 и даже НС-45. В вариант ПФ переделывали в полевых условиях также двигатели М-105ПА выпуска 1942 года.

Ещё раз увеличив наддув, получили М-105ПФ2, развивавший до 1290 л.с. Опытные образцы испытывались с лета 1943 года, а с сентября 1944 эти двигатели выпускались серийно в больших количествах. Приоритет в их поставке получил истребитель Як-3; с новым двигателем этот предельно облегченный самолет на высоте до 5000 метров превосходил истребители противника. Типы ПФ и ПФ2 делали до конца 1946 года.

После капитуляции Японии выпуск авиамоторов резко уменьшился. Заводы постепенно переходили на производство другой продукции. Так, в Уфе стали делать сверлильные станки, лодочные моторы, запчасти к грузовикам “Студебеккер”, машинки для подшивки валенок, а также ступки, мясорубки, сковородки и утюги.

В мирное время технические условия на приемку моторов стали жестче. Это способствовало повышению качества. 

М-105 (с 8 марта 1944 переименованный в ВК-105 в честь конструктора) являлся самым массовым советским авиамотором периода Великой Отечественной войны. В общей сложности изготовлено более 75 250 двигателей этого типа.

Вместе с самолетами эти моторы экспортировали в Польшу, Венгрию, Чехословакию, Болгарию, Румынию, Югославию, Северную Корею. В Финляндии использовали трофейные М-105ПФ для переделки французских истребителей MS.406 в местный вариант под названием “Мерке Мораани” (Моран-оборотень).

М-105 стал самым массовым авиамотором Великой Отечественной войны. Его значение в деле разгрома люфтваффе огромно. В годы войны главным приоритетом было обеспечение максимальных масштабов производства, поэтому М-105 (ВК-105) фактически мало изменился конструктивно к 1945 году.