История конструкций самолетов в СССР 1951-1965 гг.

Вертолет ОКБ А.С. Яковлева Як-24 и его модификации

Як-24. На состоявшемся в Кремле в сентябре 1951 г. совещании ОКБ М.Л. Миля было поручено создание одновинтового двенадцатиместного транспортно-десантного вертолета (см. Ми-4), а ОКБ А.С. Яковлева - аппарата вдвое большей вместимости - Як-24. Возглавляемая И.А. Эрлихом бригада геликоптеров ОКБ А.С. Яковлева по примеру зарубежных авиационных фирм решила построить тяжелый двухвинтовой аппарат продольной схемы. Бригада уже имела опыт создания легкого вертолета Як-100 (Як-22) и планировала строить новую тяжелую машину целиком по собственной конструкции. Однако для ускорения работ было решено воспользоваться разработанной в ОКБ М.Л. Миля динамической системой, включавшей несущий винт, автомат перекоса, главный редуктор и силовую установку. Вертолет Як-24 рассматривался как "удвоенный" Ми-4. Для уменьшения вредного влияния переднего несущего винта на задний последний был установлен со значительным превышением над передним. Несущие винты имели перекрытие, т.е. лопасти заднего несущего винта при вращении проходили над лопастями переднего. Основу тяжелого вертолета составлял длинный фюзеляж почти квадратного миделевого сечения, благодаря внешнему виду которого Як-24 получил название "летающего вагона". Силовой конструкцией фюзеляжа была ферма, выполненная из сварных стальных труб. В передней части она закрывалась дуралюминовой, в средней - полотняной, а в хвостовой - смешанной обшивками. Средняя часть базировалась на четырех ферменных опорах колесного шасси, идентичных по конструкции. К ней на болтах пристыковывались передняя и задняя части фюзеляжа. Грузовая кабина размерами 9,37x1,95x1,92 м занимала основной объем средней части. Она первоначально позволяла перевозить 19 десантников на откидных боковых сиденьях либо военную технику или груз общей массой 2 т (в перегрузочном варианте - 3 т). В санитарном варианте 12 носилок устанавливались в два яруса по бокам кабины. Впоследствии носилки стали размещать в три яруса и их число возросло до 18. С каждого борта кабины располагались по шесть окон. Для загрузки, выгрузки и десантирования предназначались левая боковая дверь и задний грузовой люк с откидывающимся трапом, по которому колесная техника самостоятельно въезжала в кабину. Кроме того, в средней части пола имелся люк с электрической лебедкой грузоподъемностью 200 кг для загрузки и выгрузки на режиме висения. Передняя часть фюзеляжа включала в себя хорошо остекленную кабину экипажа, отсеки радиооборудования и двигательный. Кресла летчиков располагались рядом, а между ними находилось место техника-стрелка, который в боевой обстановке мог вести обстрел цели в передней нижней сфере из турельного крупнокалиберного пулемета ТКБ-481 (А-12,7). В двигательном отсеке был установлен четырнадцатицилиндровый АШ-82В, который передавал мощность на главный редуктор Р-5 переднего несущего винта через промежуточный редуктор и муфты включения и свободного хода. Рядом с двигателем находился передний топливный бак объемом 750 л. Задняя часть фюзеляжа представляла собой килевидный несимметричный пилон над грузовым люком. В нем располагались двигатель, топливный и масляный баки, а также главный и промежуточный редукторы заднего несущего винта. По бокам пилона стояли плоскости V-образного (угол наклона 45#) управляемого стабилизатора. В ходе летных испытаний для лучшего парирования разворачивающего момента на задней кромке пилона был добавлен вертикальный триммер. Передний и задний топливные баки соединялись трубопроводом. Промежуточные редукторы также были связаны между собой длинным синхронизирующим трансмиссионным валом, проходившим над потолком грузовой кабины. Там же проходила и длинная жесткая проводка управления. Она включала в себя множество тяг, качалок и других элементов. Для обеспечения управления по всем трем каналам без применения летчиком больших усилий и устранения передачи нагрузок с винтов на ручки управления в проводку были включены гидроусилители (основные и резервные), а также инерционные демпферы и пружинные триммеры. Гидроусилители системы управления циклическим шагом были включены по обратимой схеме, а системы общего шага - по необратимой. Резервные гидроусилители работали от отдельной гидросистемы.

Вертолет Як-24 одновременно строился в четырех экземплярах: два летных и два для ресурсных и статических испытаний. 1 июля 1952 г. летчик С. Г. Бровцев впервые оторвал машину от земли, а через два дня совершил на ней первый свободный полет. Это было большим достижением отечественного вертолетостроения, так как Як-24 по своим размерам и весовым характеристикам превосходил все вертолеты мира. 17 декабря 1955 г. летчики Е.Ф. Милютичев и Г.А. Тиняков установили на нем мировые рекорды: подъема груза 4000 кг на высоту 2000 м и высоты 5082 м с грузом 2000 кг. Подъем в воздух 4000 кг грузов был абсолютным мировым рекордом.

К сожалению, доводка Як-24 затянулась. Конструкторы ОКБ А.С. Яковлева столкнулись со всеми трудноразрешимыми проблемами, характерными для вертолетов продольной схемы, которые усугублялись большими размерами аппарата. Самыми трудными из них оказались вибрации в полете, принимавшие на некоторых режимах размеры, угрожавшие прочности конструкции. Для их снижения пришлось повысить жесткость фюзеляжа, Уменьшить длину лопастей на 0,5 м и изменить кинематику системы управления. Масса конструкции по мере доводки аппарата постоянно увеличивалась. Заводские испытания затянулись до конца 1954 г. Як-24 трижды снимался с государственных испытаний, которые закончились в апреле 1955 г. За два года до этого началось налаживание серийного производства на авиационном заводе # 272 (ныне "Северный завод", г. Санкт-Петербург). Там же был создан филиал ОКБ А.С. Яковлева под руководством И.А. Эрлиха. В 1956 г. первые серийные вертолеты стали поступать в воинские части.

Ленинградский филиал провел большую работу по доводке Як-24 и созданию на его базе многочисленных модификаций. В 1955 г. на вертолете были усилены некоторые узлы фюзеляжа, V-образный угол стабилизатора снижен до 20#, и по его концам установлены профилированные вертикальные квадратные шайбы. В 1956 г. все бустерное управление было переделано по необратимой схеме, а грузовая кабина оснащена дополнительными узлами крепления, позволяющими перевозить 30 десантников или 18 раненых. В 1957 г. завод # 272 переоборудовал два серийных Як-24 в модификации трубоукладчика и топливозаправщика. В первом варианте от 60 до 88 труб размещались в кассетах по бокам фюзеляжа и поочередно сбрасывались с небольшой высоты, а во втором - в грузовой кабине монтировались три больших бака с топливом общим объемом 3156 л, а также пульт раздачи топлива. Вслед за ними появился вариант Як-24, оборудованный "безвибрационной" подвесной кинокамерой для съемки панорамных фильмов.


Як-24У. В конце 1957 г. ленинградский филиал создал усовершенствованную и более грузоподъемную модификацию вертолета - Як-24У (У - уширенный). На нем вновь были установлены несущие винты диаметром 21 м, увеличены ширина фюзеляжа и углы поперечного наклона осей винтов, уменьшена площадь стабилизатора и устранено его поперечное V, снят триммер с пилона, усилена конструкция ряда частей и деталей, изменена конструкция опор шасси, предусмотрена система внешней подвески грузоподъемностью до 3,5 т. Максимальная перевозимая внутри фюзеляжа нагрузка возросла до 4 т. Расширение грузовой кабины усилило фюзеляж и позволило перевозить до 37 десантников и новые виды военной техники вплоть до "самоходки" АСУ-57. В процессе доводки Як-24У конструкторы провели большую работу по автоматической стабилизации управления вертолетом. Впервые в отечественном вертолетостроении в начале 1958 г. в систему управления вертолета включены автоматы парирования АП-102М, обеспечившие демпфирование по курсу, крену и тангажу. Автоматами были в дальнейшем оборудованы все серийные Як-24. В 1959 г. на опытном Як-24У успешно прошел испытания автопилот АП-31 с совмещенным управлением. Вертолет Як-24У эффективно использовался в качестве воздушного крана.


Як-24К. В конце 1959 г. ленинградским филиалом ОКБ А.С. Яковлева были построены на базе Як-24 два Як-24К в "салонном" варианте с комфортабельной внутренней отделкой пассажирской кабины: восемью поворотными креслами и боковыми окнами большой площади, звукоизоляцией, вентиляцией, телефонной связью и т.п.


Як-24А. В 1960 г. основным ОКБ в Москве был построен 30-местный пассажирский вариант Як-24А с широкими боковыми оконными панелями.

К сожалению, характерные для продольной схемы проблемы осложняли использование машин и требовали для своего решения огромных затрат времени и средств, что ложилось тяжелым бременем на ОКБ АС. Яковлева, занятое главным образом постройкой самолетной техники. Кроме того, ленинградский авиационный завод # 272 был переведен на производство ракетной техники. Число построенных Як-24 не превысило 40 экземпляров, а все разработанные проекты дальнейших модификаций, в том числе и с газотурбинными двигателями вместо поршневых, не получили поддержки, так же как и предложение нового четырехмоторного вертолета Як-32 продольной схемы грузоподъемностью до 40 т. Вертолетная тематика в ОКБ А.С. Яковлева была закрыта.


Основные данные Як-24/Як-24У/Як-24А
Год постройки 1952/1957/1960
Двигатель:
число 2/2/2
марка АШ-82В/АШ-82В/АШ-82В
мощность, л.с. 2x1700/2x1700/2x1700
Число мест (экипаж + пассажиры) 3+19/3 + 27/3 + 30
Масса, кг:
взлетная:
нормальная 13500/15830/?
максимальная ?/16830/16000
пустого вертолета 9965/11000/?
груза:
нормальная 2000/3000/3000
максимальная 3000/4000/?
Параметры несущего винта:
диаметр, м 20/21/21
число лопастей 4/4/4
заполнение 0,073/0,068/0,068
частота оборотов, об/мин 178/178/178
Скорость, км/ч:
максимальная 195/175/175
крейсерская 160/150/155
Потолок, м:
статический 1980/1500/1000
динамический 5000/2700/?
Дальность полета, км 265/255/200