История конструкций самолетов в СССР 1951-1965 гг.

Як-18 - двухместный самолет для первоначального обучения, сменивший УТ-2 в ВВС, гражданской авиации и аэроклубах.

Это первый отечественный учебный самолет металлической конструкции с убирающимся шасси. Создан на основе УТ-2; от его последних вариантов заимствовали индивидуальное капотирование головок цилиндров и закрытые кабины, другие черты преемственности - ферменный каркас фюзеляжа и двухлонжеронное крыло с внутренними расчалками. Учтены требования обучения летчиков на новом этапе развития боевых и пассажирских самолетов. Кабины инструктора и курсанта - стандартного истребительного типа. Состав оборудования позволяет выполнять полеты днем и ночью в простых метеоусловиях. Большой посадочный щиток на центроплане и убирающиеся основные опоры шасси помогали курсантам приобрести необходимые навыки.

Задание на проектирование Як-18 ведущий инженер К.В. Синелыциков получил от главного конструктора А.С. Яковлева 10 декабря 1945 г. Строились два опытных самолета: с двигателем М-11ФМ мощностью 140 л.с. и с двигателем М-11ФР-1 мощностью 160 л.с. Обе модификации двигателя - конструкции И.А. Мужилова. Самолеты соответственно были закончены 19 и 30 апреля 1946 г. и проходили заводские испытания 6-29 мая 1946 г. (первый полет 6 мая) и 15 мая - 6 июня 1946 г. (первый полет 17 мая). Второй самолет стал основным. Ведущий инженер по летным испытаниям С.В. Рогов, летчик-испытатель Г.С. Климушкин.

ОКБ предлагало Як-18 в двух вариантах:
  - пилотажный самолет с полетной массой 970 кг;
  - самолет для первоначального обучения с полетной массой, увеличенной до 1060 кг за счет радиостанции, самолетного переговорного устройства (СПУ), генератора и посадочной фары.

Оба варианта двухместные. Переход от одного варианта к другому возможен в аэродромных условиях. Летные испытания проводились в учебном варианте (кроме испытаний на пилотаж). Самолет получил очень высокую оценку летчиков, но при этом отмечалась необходимость дальнейшей отладки воздушного винта В112А/12.

7 июня 1946 г. Як-18-2 перелетел в ГК НИИ ВВС, где проходил государственные испытания до 12 сентября (ведущий инженер М.Д. Яськов, ведущий летчик-испытатель B.C. Холопов). В процессе испытаний произошла очередная замена двигателя из-за сильно возросшей вибрации. Кроме того, неудовлетворительно работавший винт был заменен на опытный винт ВИШ-327ЕВ-149 конструкции Г.М. Заславского и С.Ш. Бас-Дубова. Одновременно производилась доводка конструкции самолета. Вибрации были устранены балансировкой винта.

Автоматический винт ВИШ-327ЕВ-149 из-за отсутствия на двигателе привода к регулятору постоянных оборотов использовался как двухшаговый (малый шаг - на взлете и при наборе высоты, большой шаг - в горизонтальном полете и для высшего пилотажа).

Было отмечено, что по технике пилотирования Як-18 прост и доступен для летчиков ниже средней квалификации. Он имеет лучшую устойчивость и управляемость на всех режимах полета, а по летно-техническим данным и оборудованию имеет явное преимущество перед учебными самолетами По-2 и УТ-2. Так, скорость Як-18 значительно выше, чем у серийных самолетов По-2 (на 100 км/ч) и УТ-2 (на 80 км/ч); наличие радиостанции, СПУ, тормозных колес, убирающегося шасси, посадочного щитка, воздушный запуск двигателя позволяет приобрести навыки в пользовании современным оборудованием боевых самолетов.

Уход за планером Як-18 по сравнению с предыдущим самолетом облегчен благодаря наличию металлической обшивки центроплана и цельнометаллического каркаса крыла и фюзеляжа.

Пилотажный вариант Як-18 с полетной массой 970 кг не получил одобрения ВВС из-за малого запаса топлива (35 кг) и отсутствия радиооборудования.

По итогам государственных испытаний и последовавших после устранения ряда дефектов контрольных испытаний (16-27 ноября 1946 г.) самолет для первоначального обучения был принят на вооружение ВВС. Предусматривались дальнейшее совершенствование самолета и войсковые испытания.

По постановлению правительства от 21 марта 1947 г. серийное производство Як-18 было развернуто в СССР на трех заводах: # 135 в Харькове, # 272 в Ленинграде и # 116 в Семеновке (Арсеньев). Кроме того, производство Як-18 было налажено в Китае по бесплатной советской лицензии. Первый полет китайского Як-18 (CJ-5) И июля 1954 г. отмечается как рождение самолетостроения в КНР (до этого был только ремонт иностранных самолетов).

В процессе серийного производства проводилось совершенствование конструкции, оборудования и силовой установки Як-18. В 1948 г. испытывался и был внедрен в серию воздушный винт ВИШ-501. В связи с этим вертикальная скорость у земли стала больше на 0,5 м/с, длина разбега уменьшилась на 80 м, взлетная дистанция уменьшилась на 180 м, максимальная дальность полета стала больше на 75 км. Одновременно (в конце 1948 г.) был заменен двигатель М-11ФР-1 на М-11ФР. В конструкцию нового двигателя были внесены существенные изменения исходя из опыта эксплуатации: улучшено оребрение цилиндров, изменены развал, конфигурация головок цилиндров, система смазки и др. Двигатель М-11ФР был поставлен на мотораму с улучшенной амортизацией. При этом были устранены повышенная тряска и вибрация, которые имели место на самолетах первых выпусков.

ОКБ закончило все доводки в серии и эксплуатации (по харьковским самолетам) всего за полтора года после окончания государственных испытаний опытной машины. За этим последовали дальнейшие конструктивные улучшения, предложенные командованием ВВС, в частности установлено новое оборудование.

В 1950-1970 гг. на самолетах семейства Як-18 проходил обучение весь летный состав ВВС, ГВФ и аэроклубов ДОСААФ. Эти самолеты поставлялись в ГДР, Польшу, Венгрию, Австрию, Болгарию и многие другие страны.

Як-18 использовался и как спортивный самолет. На нем были установлены девять официальных мировых рекордов и 14 всесоюзных рекордов. Первые советские послевоенные мировые рекорды достигнуты на Як-18 летчиками-спортсменами Я.Д. Форостенко и А. И. Бодрягиной. Рекорд Бодрягиной как особо сложный отмечен ФАИ медалью Луи Блерио, учрежденной в 1936 г. за рекорды скорости, высоты и дальности полета на легких самолетах двух первых категорий. А.И. Бодрягина - первый советский летчик, удостоенный этой медали.


Мировые рекорды, установленные на Як-18
Вид рекорда Цифра рекорда Дата Летчик
Категория 2 (с 1951 г. - С-1-в, полетная масса 500...1000кг)
Скорость, км/ч:
на замкнутом маршруте 1000 км 223,56 06.09.1949 Я.Д. Форостенко
" 100км 262,771 16.09.1949 А. И. Бодрягина
Категория С-1-с (1000...1750кг)
Скорость, км/ч:
на замкнутом маршруте 2000 км 209,664 16.09.1951 В.М. Панченко
" 1000 км 237,856 30.09.1951 М.Г. Дриго
" 500 км 251,823 11.10.1951 Н.Н. Кузнецов
Высота, м 5521 08.05.1954 С. И. Замычкин
6311 18.06.1954 В. И. Шумилов
Дальность по замкнутому маршруту, км 1245,335 11.09.1954 В. В. Громов
2004,668 25.09.1954 Я.Д. Форостенко

При установлении рекорда дальности полета более 2000 км полетная масса составляла 1283 кг и была самой большой для Як-18. А рекордная высота 6311 м была достигнута при полетной массе 1009,8 кг.

Як-18 - однодвигательный низкоплан со свободнонесущим крылом, убирающимся шасси и неубирающимся хвостовым колесом. Крыло металлической конструкции состоит из прямоугольного центроплана и трапециевидных отъемных консолей. Силовой каркас центроплана образован двумя лонжеронами и набором нервюр, обшивка металлическая. Центроплан крепится к фюзеляжу четырьмя болтами. Силовой каркас консолей образован двумя лонжеронами, набором нервюр и диагональных лент-расчалок. Носки консолей - из дуралюминового листа, обшивка полотняная. Консоли крепятся к центроплану четырьмя болтами. Профиль крыла Кларк YH - тот же, что на поршневых и первых реактивных истребителях Як. Относительная толщина профиля крыла у корня 14,5 %, на концах - 9 %, сужение крыла - 2. Элероны - щелевого типа, с осевой компенсацией; они имеют металлический каркас и полотняную обшивку. Посадочный щиток - типа Шренк, установлен по всему размаху центроплана.

Каркас фюзеляжа представляет собой сваренную из стальных труб пространственную ферму прямоугольного сечения, образованную двумя верхними и двумя нижними лонжеронами, соединенными между собой рамами, системой раскосов и одной парой лент-расчалок. Опалубка фюзеляжа собрана из дуралюминовых профилей и обтянута полотном.

Кабины летчика-инструктора и учлета имеют фонарь из плексигласа, граненый козырек и сдвижные части на шарикоподшипниках, отодвигаемые назад по направляющим рельсам и фиксируемые в трех положениях. В задней кабине предусмотрена установка колпака для слепых полетов. Сиденья летчиков регулируются по высоте.

Хвостовое оперение - металлическое, подкосно-расчалочного типа, обшивка полотняная, профиль симметричный. Руль высоты снабжен триммерами, управляемыми из кабины.

Взлетно-посадочные устройства включают:
  - убирающееся назад в центроплан шасси консольного типа с пневмоподъемниками. Шасси имеет масляно-пневматическую амортизацию и колеса 500x150 мм (диаметр х ширина профиля) массой по 13,2 кг с пневматическими двухколодочными тормозами и пневматиками полубалонного типа. Шасси убирается не полностью - амортизационная стойка и часть пневматика выходят за нижнюю обшивку центроплана, специальные упоры замков убранного положения дают возможность производить аварийную посадку на колеса при убранном шасси;
  - ориентирующееся хвостовое колесо 200x80 мм массой 1,4 кг с масляно-пневматическим амортизатором. Неубирающееся хвостовое колесо укреплено на полувилке и имеет автоматический стопор, колесо стопорится в линии полета при отклонении руля высоты вверх в диапазоне 17...25#;
  - посадочный щиток с пневматической системой его подъема и выпуска.

Управление самолетом - двойное, невыключающееся, из передней и задней кабин. Управление рулем направления и триммерами - тросовое, рулем высоты - смешанного типа, элеронами - с помощью тяг, посадочным щитком и шасси -пневматическое. Инструктор имеет возможность исправлять ошибки курсанта при резком торможении колес, предотвращая капотирование самолета. Для этого инструктор нажимает кнопку на ручке управления и стравливает воздух, поступивший к тормозным колодкам.

На самолете установлен пятицилиндровый двигатель воздушного охлаждения М-11ФР. По сравнению с более ранними серийными вариантами М-11 мощность двигателей М-11Ф-1 и М-11ФР увеличена с 125 до 160 л.с.

На двигателе установлены: винт изменяемого шага (ВИШ), воздушный компрессор, вакуум-насос, генератор, экранированная система зажигания и система воздушного запуска. На М-11ФР для использования всех преимуществ ВИШ и улучшения эксплуатации были установлены регулятор числа оборотов Р-2 и беспоплавковый карбюратор К-11БП, а также увеличена прокачка масла.

Двигатель закрыт легкосъемным капотом из пяти крышек (по числу цилиндров) с выступами каплевидной формы под головки цилиндров. В переднем диске капота - пять отверстий для входа воздуха, охлаждающего двигатель. Зимой два нижних отверстия и одно верхнее закрываются заслонками. Втулка винта закрыта съемным коком. Подача сжатого воздуха для запуска двигателя и зажигание смеси - от одной кнопки.

Двигатель снабжен аэромеханическим винтом-автоматом В-501Д-81 конструкции Г.И. Кузьмина и Г.М. Заславского. Особенность аэромеханического винта - автоматическая установка лопастей на нужный угол в зависимости от скорости полета и числа оборотов вала двигателя. Винт двухлопастный, диаметр 2,3 м, лопасти из сосны и прессованной дельта-древесины. Сухая масса двигателя с агрегатами 195 кг, масса винта 30 кг.

Бензосистема имеет два бака вместимостью по 75 л в центроплане. Максимальный запас бензина - 110 кг при удельной массе 0,735 кг/л.

Масляная система состоит из маслобака вместимостью 22 л, маслонасоса, сетчатого фильтра на выходе масла в двигатель и маслопровода. Маслобак и фильтр установлены на противопожарной перегородке.

Пилотажно-навигационные приборы и приборы контроля работы винтомоторной группы (в основном одинаковые в передней и задней кабинах) установлены на трех панелях. Самолет имеет приемно-передающую радиостанцию РСИ-6 и радиополукомпас (РПК) с радиоотметчиком РПКО-10М. Дальность двусторонней радиосвязи с землей - 120 км при высоте полета 10СО м. Радиус действия РПКО с приводными станциями -150...200 км по каналу РПК и 50 км по каналу РПКО-10М. Антенна радиостанции - горизонтальная, двухлучевая, с мачтой из бука, установленной на задней неподвижной части фонаря за спиной инструктора. Первоначально антенна была безмачтовой. Рамочная антенна РПКО-10М помещена в специальный люк в передней части верхнего гаргрота фюзеляжа.

Средством внутрисамолетной связи служит самолетное переговорное устройство, включаемое кнопками на рычагах нормального газа в обеих кабинах.

Источниками энергии на самолете являются установленный на двигателе генератор ГС-10-350М мощностью 350 Вт и аккумуляторная батарея 12А-10. Бортовая электросеть выполнена по однопроводной схеме. Напряжение в сети 26 В. Для проверки на земле радиостанции и других потребителей электроэнергии предусмотрено подключение аэродромного аккумулятора.

Оборудование для ночных полетов: посадочная фара, аэронавигационные огни и кабинные лампы для освещения кабин и приборов. Компасы и механизм дистанционного управления приемником РПК имеют лампы подсвета.


Як-18 на лыжах. Неубирающееся лыжное шасси было создано по требованию ВВС для обеспечения зимней эксплуатации самолета. В декабре 1947 г. удовлетворительно прошел наземные и летные испытания Як-18 # 01135001 с лыжами.

Конструкция рабочих лыж: деревянный полоз с металлической окантовкой, на котором установлены сварной кабан и кронштейн резиновой шнуровой амортизации. Кабан закреплен на полуоси опоры шасси той же гайкой со шплинтом, что и колесо. Хвостовая лыжа установлена на полуоси костыля посредством сварного кронштейна и закреплена той же втулкой с фасонным болтом, что и колесо. Масса рабочей лыжи 19,75 кг, хвостовой - 2,0 кг. Масса самолета при замене колес лыжами увеличивается на 13,7 кг.

В марте 1949 г. в ГК НИИ ВВС впервые проходил контрольные испытания серийный Як-18 на лыжном шасси. Испытания подтвердили удовлетворительные характеристики самолета, но максимальная скорость уменьшилась на 31 км/ч, а максимальная дальность - на 220 км. Рулить самостоятельно по снегу можно было при боковом ветре не более 4 м/с. Ухудшению маневренности способствовало и то, что хвостовая лыжа - неуправляемая.


Як-18 с двигателем М-12. По приказу МАП от 18 мая 1948 г. на одном экземпляре Як-18 в Харькове в сентябре 1949 г. был установлен двигатель М.А. Коссова М-12 мощностью 190 л.с. Ранее М-12, по свидетельству В.Б. Шаврова, был установлен Л.И. Сутугиным на одном УТ-1. Он предназначался также для самолетов Як-6 и Як-8, но не был готов в срок.

На Як-18 с двигателем М-12 впервые в семействе Як-18 применен круглый капот, полностью закрывающий двигатель (вместо индивидуальных обтекателей головок цилиндров). Работы по самолету прекратились в начале 1951 г. в связи с появлением более мощного двигателя АИ-14Р (260 л.с.). Он был впервые применен на Як-12Р, а затем на Як-12М и Як-18А.


Як-18 с экспериментальным трехколесным шасси. Тот же Як-18 с М-12, но шасси неубирающееся трехколесное, что по терминологии тех лет означало шасси с передней опорой.

Летные испытания проводились в ноябре 1950 г. в ОКБ А.С. Яковлева (ведущий инженер В.А. Шаврин, ведущий летчик-испытатель Ф.Л. Абрамов). Были выполнены 14 полетов. Стал отличным обзор из кабины на рулежке, при взлете и посадке. Была устранена возможность капотирования при резком торможении. Техника выполнения взлета и посадки приблизилась к реактивным самолетам, тогда уже имевшим трехколесное шасси.


Як-18 с вооружением. Самолеты с бомбовым вооружением применялись в корейской войне.


Основные данные опытный Як-18/серия Як-18/на лыжах Як-18/серия Як-18
Год выпуска 1946/1949/1949/1950
Число членов экипажа 2/2/2/2
Двигатель:
марка М-11 ФР-1/М-11 ФР-1/М-11 ФР-1/М-11 ФР
мощность, л.с. 160/160/160/160
Длина самолета, м 8,03/8,03/8,03/8,07
Крыло:
размах, м 10,06/10,06/10,06/10,06
площадь, м2 17/17/17/17
Масса, кг:
пустого самолета 745/769/780/820
топливо + масло 110+12/110+ 12/110+ 12/110+ 12
полной нагрузки 315/316/316/304
полетная 1060/1085/1096/1124
Скорость, км/ч:
максимальная 257/250/219/245
посадочная 85/84/85/87
Время набора 1000 м, мин 5/5,4/6/5
Потолок практический, м 6000/?/?/4100
Продолжительность полета, ч-мин 6-21/?/?/7-35
Дальность полета, км 1050/1080/860/1250
Разбег, м 290/315/370/205
Пробег, м 250/185/270/250