"Необычное дело": почему вертолет Як-24 строили в самолетостроительном бюро
Незаурядное событие в мире отечественного вертолетостроения произошло 3 июля 1952 года, когда командир экипажа Сергей Бровцев впервые совершил длительный полет на Як-24. В тот день отечественные специалисты отпраздновали несомненный успех. Ведь "24-й" стал первым в нашей стране двухвинтовым вертолетом продольной схемы. Более того, по мощности двигателей и полезной нагрузке он в то время превосходил все советские и зарубежные машины.
Может показаться странным, что ОКБ А.С. Яковлева, считавшееся признанным лидером в области создания легкомоторных самолетов, всю войну разрабатывавшее фронтовые истребители с моторами жидкостного охлаждения, вдруг занялось новой тематикой — вертолетостроением. Но, во-первых, определенный опыт в создании вертолетов у коллектива Александра Яковлева все же был. Во-вторых, угадывалось стремление руководства страны привлечь к работам свежих людей в надежде увидеть нетривиальные решения, которые позволили бы добиться быстрого прорыва в данной области.
На пути к "24-му"
С конца 1943 года инженер Леонид Вильдгрубе, переведенный в ОКБ А.С. Яковлева, прорабатывал вопросы аэродинамики и конструкции лопастей несущих винтов, ведя работу совместно с Центральным аэрогидродинамическим институтом (ЦАГИ). Небольшая группа полукустарным способом разработала геликоптер соосной схемы с легкими двигателями М-11, получивший обозначение ЭГ (экспериментальный геликоптер), а индекс Ш. Неофициально изделие получило шифр "Шутка".
По указанию Александра Яковлева была создана группа, куда вошли Николай Скржинский, занимавшийся еще в 1930-х годах автожирами (винтокрылые летательные аппараты), опытный инженер Леон Шехтер и несколько конструкторов, принимавших участие в постройке советских экспериментальных вертолетов. Возглавил проект, названный первоначально Як-22, ветеран отечественного вертолетостроения Петр Самсонов. Вскоре опытную машину переименовали в Як-100 — транспортный вертолет одновинтовой схемы с рулевым винтом удалось построить к 1948 году. Тем не менее серийно он не строился, так как проходивший испытания в это же время вертолет Ми-1 ОКБ М.Л. Миля показал более высокие характеристики.
К работам по проекту Як-100 Самсонов привлек будущего ведущего конструктора, а тогда молодого инженера Игоря Эрлиха, который с 1947 года, после окончания с отличием Московского авиационного института, начал трудиться в конструкторском бюро главного (впоследствии генерального) конструктора Александра Яковлева инженером-расчетчиком и занимался обеспечением динамической прочности самолетов. Именно в те годы перспективный специалист приобрел опыт конструкторской, испытательной и доводочной работы.
Таким образом, разработку уникального по тем временам 24-местного вертолета продольной схемы начала 24 сентября 1951 года и вела уже сложившаяся группа специалистов, причем проектирование осуществлялось на основе широкой кооперации с привлечением ведущих научно-исследовательских институтов страны соответствующего профиля: ЦАГИ, ЦИАМ, ВИАМ, НИАТ, ЛИИ и др. Отличная координация деятельности позволила завершить проектные работы в исключительно короткие сроки — уже 10 декабря 1951 года макетная комиссия под председательством маршала авиации Николая Скрипко рассмотрела и одобрила все представленные материалы будущего вертолета.
Военные не сомневались: такая машина армии нужна. С начала следующего года центр тяжести работ по изготовлению опытных вертолетов переместился в Ленинград, где Яковлев организовал филиал своего ОКБ и куда направил Эрлиха и ряд других сотрудников. Предстоящая в Ленинграде постройка опытных образцов требовала выпуска большого количества чертежей, которые можно было сделать только при непосредственном изготовлении машины, что называется, "по месту".
Конструкторские особенности
В соответствии с эскизным проектом вертолет был выполнен по двухвинтовой продольной схеме с двумя поршневыми двигателями и четырехопорным неубирающимся шасси. Фюзеляж прямоугольного сечения имел ферменную конструкцию из стальных труб, обтянутых полотняной обшивкой, и состоял из трех частей: носовой с кабиной экипажа и отсеком радиооборудования, центральной с грузовой кабиной и хвостовой с большим пилоном заднего несущего винта. В трехместной кабине экипажа размещались два пилота и стрелок-радист. Здесь же находилась подвижная стрелковая установка с пулеметом.
В грузовой кабине размером 10 x 2 x 2 м имелся люк, предназначенный как для транспортировки грузов на внешней подвеске, так и для загрузки на режиме висения людей и оборудования. Як-24, создававшийся прежде всего для военных целей, позволял транспортировать 20 десантников в полной экипировке или до 12 раненых в сопровождении медицинского работника. В различных комбинациях перевозились пушки, минометы или автомобили типа "ГАЗ-67Б" или "ГАЗ-69". Силовая установка состояла из двух поршневых двигателей АШ-82В, установленных под несущими винтами с редукторами и синхронизирующими валами. Система управления винтами — бустерная с гидроусилителями, с включением в нее автопилота.
Доводка дольше создания
Если создали Як-24 быстро по сравнению с другими аппаратами, то доводили до ума его долго. Только в процессе заводских испытаний было выполнено 142 полета. Ветераны ОКБ полагают, что назначение двух летчиков: опытного Сергея Бровцева, вскоре удостоенного звания Героя Советского Союза, давшего путевку в небо Як-100, и начинающего испытателя Егора Милютичева — стало исключительно удачным решением, благоприятно повлиявшим на доработку машины, поскольку эти люди по характеру и работе дополняли друг друга.
Два опытных вертолета проверяли на самых разных режимах, включая его способность зависать в воздухе неподвижно с нулевой скоростью, поднимая при этом вертикально с места большой груз. Существенной проблемой, которая вскрылась во время испытаний, стала значительная вибрация конструкции.
Возникло предположение, что источником сильной тряски являются лопасти — при их быстром вращении возникали сложные механические и аэродинамические явления. Для того чтобы точно установить, в этом ли причина, начальник научно-исследовательского отдела ОКБ А.С. Яковлева Клавдия Кильдишева предложила отрезать по полметра от каждой лопасти и посмотреть, как это повлияет на тряску всей конструкции. Полеты, выполненные Бровцевым и Милютичевым, показали: на всех режимах столь сильная вибрация прекратилась.
Но, победив одну серьезную "болезнь", разработчики столкнулись с другой — связанной с недостаточной боковой управляемостью вертолета. Так, в 1955–1956 годах произошли два сваливания Як-24 в глубокий крен со скольжением. Тем не менее справились и с этой проблемой.
Воевать этим вертолетам не пришлось. Летные происшествия хоть и случались (например, машины трижды падали с небольшой высоты), однако за все время эксплуатации Як-24, которые часто называли "летающими вагонами", можно сказать, с ними везло: ни при испытаниях, ни позже никто не погиб (что редко в международной истории авиационной техники).
Перелеты по маршруту Москва — Ленинград, связывающему ОКБ А.Я. Яковлева с его филиалом и серийным заводом, должны были продемонстрировать надежность машины. Первый испытательный полет в октябре 1954 года не стал беспосадочным — из-за резкого ухудшения погоды экипажу пришлось приземлиться в Калинине и переждать бурю с ливнем. 30 мая 1955 года Як-24 все же перегнали в столицу без промежуточных посадок — общая продолжительность составила 4 ч 38 мин. Пилотировал машину, как и во многих других случаях, Милютичев, а рядом с ним находился бессменный бортмеханик Аркадий Самсонов. Также много летал на машине Юрий Гарнаев.
В 1955 году вертолет, управляемый Егором Милютичевым, впервые показали широкой публике на воздушном параде. Александр Яковлев посчитал, что настало время продемонстрировать истинные возможности его винтокрылой машины. На аэродроме в Тушине 17 декабря Як-24 под управлением того же Милютичева поднял груз весом 4 тыс. кг на высоту 2 902 м. Затем опытный испытатель (освоил около 100 летательных аппаратов) Георгий Тиняков с грузом в 2 тыс. кг достиг на "24-м" 5 082 м. Результаты полетов оказались рекордными для машин подобного класса — Международная авиационная федерация (ФАИ) их утвердила.
Разность схем
В Як-24 два (размещенных в носу и корме) объединенных общей трансмиссией двигателя, которые вращали в противоположных направлениях два несущих ротора, диаметр каждого из которых достигал 20 м. Благодаря столь оригинальной конструкции трансмиссии оба ротора могли работать даже в случае отказа одного из двигателей (поршневые надежные и отработанные в годы войны авиамоторы АШ-82 мощностью порядка 1 650 л.с. каждый).
Продольная схема расположения винтов хоть и имеет ряд недостатков, но одновременно ей присущ и ряд преимуществ перед классической сегодня одновинтовой схемой. Знаменитый конструктор самолетов и вертолетов Игорь Сикорский, которого справедливо считают основоположником вертолетостроения, был противником двухвинтовой продольной схемы, а вот его конкурента, американского поляка Франка Пясецкого, вовсе не смущали некоторые неудобства. Его фирмой Piasecki Helicopter Corporation почти одновременно (в 1953 году) с Як-24 была построена машина как раз продольной схемы, которую ждала долгая жизнь — по сей день летают вертолеты данной схемы СН-47 Chinook.
В Ленинграде на заводе №272 заложили серию из 40 Як-24, а построили и сдали заказчику 35 единиц (без учета опытных). Больше вертолетов подобного типа у нас в стране не проектировали и не строили. Создание коллективом Михаила Миля тяжелого вертолета Ми-6, ставшего исключительно удачным и запущенным в массовую постройку, сняло многие вопросы: оснащенный двумя турбовальными двигателями со свободной турбиной, это был самый грузоподъемный вертолет своего времени, компоновочную схему Ми-6 признали классической.
Сторонником постройки вертолетов продольной схемы в СССР оставался Игорь Эрлих, неоднократно пытаясь доказать преимущества тех решений, которые были заложены в Як-24 (даже несмотря на то, что с 1960 года он работал на Ухтомском вертолетном заводе заместителем главного конструктора Николая Камова, а местное руководство придерживалось иных взглядов). После аварии на Чернобыльской АЭС Эрлих вместе с другими коллегами-вертолетчиками принимал участие в проведении мониторинга воздушной обстановки над разрушенным реактором, что негативно сказалось на его здоровье — талантливый конструктор, лауреат Ленинской и Государственной премий СССР скончался в июне 1988 года в возрасте 66 лет.
Гражданское применение
Думаю, не будет ошибкой утверждение, что Як-24, создававшийся прежде всего для армии, проложил дорогу широкому использованию вертолетов в народном хозяйстве. Этим машинам довелось поработать в качестве трубоукладчика, значительно ускорив строительные процессы в Ленинградской области, а затем и при прокладке участка газопровода по новгородским болотам. Як-24 доставлял большие бензиновые баки на значительные расстояния в труднодоступные районы, выполнял роль подъемных кранов, отрабатывалось применение вертолетов в горной местности.
Когда в Пушкине под Ленинградом в 1959 году началось восстановление Екатерининского дворца, разрушенного фашистами при отступлении, то среди прочего необходимо было заменить 30 деревянных ферм-стропил на новые — металлические. От экипажа Як-24 требовалась филигранная точность, сам вертолет также продемонстрировал свои лучшие качества, зависая над зданием без покачиваний. На решение этой непростой задачи могли уйти месяцы, а с помощью Як-24 строители и реставраторы справились за две безветренные ночи, не повредив вековые деревья и окружающие дворец строения.
К сожалению, специальные гражданские варианты, такие как "летающий кран" с повышенной грузоподъемностью до 5 тыс. кг Як-24А, с укороченным фюзеляжем и ВИП-салоном Як-24К или с новыми газотурбинными двигателями Як-24Р, не удалось запустить в серию.