Турбореактивный Як-40: орел мух не ловит

«Железный окурок», «Истребитель керосина» и «Мелкая треска» – все эти нелестные прозвища относятся к небольшому самолету Як-40. Первое он «заслужил» из-за малого размера по сравнению с большими пассажирскими авиалайнерами и сильного дымления, второе – за высокий расход топлива, а третье – название в системе кодификации НАТО. Тем не менее, Як-40 – это первый в мире реактивный авиалайнер для перелетов на небольшие расстояния.

Надежная машина, которая может взлететь даже при отказе одного из 3 моторов, а горизонтально летать даже на одном двигателе и приземлиться на грунтовой или травяной аэродром.

История создания

До появления Як-40 для местных воздушных перевозок использовались поршневые самолеты и самолеты с турбовинтовыми моторами: Ли-2, Ил-12, Ил-14. Но к середине 60-х годов они уже устарели – советскому аэрофлоту нужны были более совершенные машины.

Официальной датой начала работ над реактивным авиалайнером является 15 мая 1965 года. Проектирование было доверено конструкторскому бюро А. Яковлева, в котором до этого момента разрабатывались исключительно военные самолеты.

Осенью 1966 года прототип Як-40 взлетел в небо.

Над созданием этого самолета работала достаточно именитая и грамотная группа из ведущих конструкторов, инженеров и летчиков-испытателей, что сказалось и на конечном результате.

Историческая справка о создателях самолета

Яковлев Александр Сергеевич. Авиаконструктор СССР, основатель советского авиамоделизма и планеризма. Закончил военно-воздушную академию Н. Е. Жуковского, во время учебы в которой возглавлял работы по проектированию самолетов АИР-1 – АИР-8.

В 1956 был назначен генеральным конструктором ОКБ, в котором проработал в этой должности по 1984 год.

Под руководством С. А. Яковлева были создано свыше 200 типов летательных аппаратов и их модифицированных версий. Он одним из первых начал проектировать ЛА (летательные аппараты) с реактивными двигателями.

Первые самолеты вертикального взлета и посадки также были созданы этим гениальным советским конструктором, позже эти разработки послужили для создания первого в мире сверхзвукового истребителя вертикального взлета и посадки Як-141 или Freestyle (по кодификации НАТО).

Адлер Евгений Георгиевич. Авиаконструктор СССР. Работал в ОКБ А. С. Яковлева сначала техником, потом инженером-конструктором, позже был переведен на должность ведущего инженера и уже затем заместителем главного конструктора.

3 года руководил бригадой в ОКБ В. В. Кондратьева и П. О. Сухого. Е. Г.Адлер принимал участие в создании истребителей Су-7, Су-9. Руководил разработкой Як-40, а также его постройкой и доводкой.

Мухин Валентин Григорьевич. В период с 1957 по 1989 гг. работал на должности летчика-испытателя в ОКБ А.С. Яковлева: проводил испытания опытных образцов, таких как самолет вертикального взлета и посадки ЯК-36, реактивного спортивного самолета ЯК-30, реактивного перехватчика ЯК-28И, первого турбодвигательного авиалайнера ЯК-40.

Участвовал в испытаниях боевых, пассажирских, спортивных самолетов, а также их модифицированных версий. В отставку вышел в звании генерал-майора авиации.

Алекандр Александрович Щербаков. Более 30 лет проработал летчиком-испытателем. Специализация: критические и экстремальные режимы полета, а именно испытания на штопор для выяснения штопорных качеств ЛА, управление на предельных показателях скорости, высоты и угла атаки, испытания на прочность, исследования в полётах причин аварийности.

А. А. Щербаков провёл испытания на штопор 22 типа самолётов, в том числе опытный образец Як-40.

Интересно

Штопор – движение самолета вниз по вертикальной спирали малого радиуса при больших углах атаки.

В 1916 году летчик К. К. Арцеулов впервые преднамеренно ввел ЛА в штопор и вывел из него. После чего штопор как фигура высшего пилотажа был введён в программу обучения летчиков.

Модификации:

1. ЯК-40 опытный образец. Серия была представлена 6 летательными аппаратами. С каждого борта по 8 иллюминаторов. Воздухозаборник центрального мотора прямой формы. Створки реверсивно-тормозного устройства на этом двигателе не были предусмотрены.
2. ЯК-40 (1-ая серия). Машины этой и последующих серий конструктивно отличались между собой и от экспериментальных. Начиная с этой серии, воздухозаборник с откосом крепили на гребень. Пассажирских мест – 24.
3. ЯК-40 (2-ая серия). На центральный мотор устанавливалось реверсивно-тормозное устройство. Мест для пассажиров – 27.
4. ЯК-40 (3-серия). Укорочены мотогондолы 1-го и 3-го двигателей. Пассажиромест – 32.
5. ЯК-40 (версия «Салон»). Выпускались ЛА с салонами 1-го и 2-го классов. Премиум класс был рассчитан на два отделения для пассажиров, в одном отделении было 6 мест, во втором – 5. Кроме туалета в салоне для пассажиров был предусмотрен гардероб и оборудованная всем необходимым кухня. Для сопровождающего персонала – багажник, туалет и также гардеробная. Помимо этого самолет оснащался дополнительной аппаратурой для связи. Экспортные версии имели салоны 2-го класса с 16 местами для пассажиров.
6. ЯК-40Д. Это модифицированная версия для дальних перелетов.
7. ЯК-40ДТС. Вариант самолета, предназначенный для использования в военно-транспортной авиации, на базе самолета мог разворачиваться эвакуационный пункт для переброски раненых.
8. ЯК-40 «Аква». Научно-исследовательская лаборатория на базе Як-40. В её задачи входило изучение атмосферы.
9. ЯК-40 «Лирос». Потолок этой летающей лаборатории составлял 9 тыс. метров. Основной задачей исследование метеоусловий и сбор и обработка информации о природе явлений и их последовательности.

Среди семейства Яков есть и еще летающие лаборатории: ЯК-40 Шторм, Як-40 РЭО, Як-40-25, Як-40 Фобос.

Конструкция Як-40

Самолет разрабатывался в первую очередь для перевозок пассажиров на небольшие расстояния: от нескольких десятков до 200–500 км.

Так как не многие взлетно-посадочные площадки местных авиалиний СССР представляли собой ухоженные бетонированные участки, конструкция ЛА рассчитана на возможность его эксплуатации на грунтовых аэродромах.

Силовая установка

СУ представляет собой 3 одинаковых турбореактивных мотора АИ-25 со взлетной тягой по 1,5 тонны каждый. Они оснащены противообледенительной системой. Каждый двигатель выполнен по двухвальной схеме с 11-ступенчатым компрессором, кольцевой камерой сгорания с дюжиной форсунок, 3-ступенчатой турбиной и реактивным соплом.

Благодаря двухкаскадной (двухвальной) схеме появилась возможность запускать двигатель пусковым прибором малой мощности – воздушным стартером.

В качестве топлива используется керосин Т-1, ТС-1, РТ.

АИ-9 – вспомогательный газотурбинный мотор служит для подачи сжатого воздуха в воздушные системы запуска двигателей самолета. При низких температурах его использовали, чтобы обогреть салон.

Размещение силовой установки – заднее. Центральный мотор имеет реверс – прибор для создания обратной тяги, что позволило снизить длину пробега.

Два двигателя размещаются в гондолах на пилонах в хвостовой части самолета, третий – внутри хвостовой части.

В левый мотор и пусковой двигатель топливо попадает из левого кессона, в правый – из правого, а в центральный – из обоих.

Благодаря мощной силовой установке ЛА мог взлетать с высокогорных аэродромов даже в сильную жару.

Крыло

Трапецевидной формы, прямое, низкорасположенное, крепление к фюзеляжу через подвесную систему кронштейнов, консоли отъемные. Имеет развитую механизацию, для снижения скорости на взлётно-посадочных режимах и для увеличения несущей силы крыло оборудовано 3-х щелевыми выдвижными закрылками.

На конце консолей расположены 2-х секционные элероны. Центроплана как отдельного элемента нет. В полостях крыла размещены топливные баки емкостью 1500 литров каждый. Общая площадь несущих поверхностей свыше 70 кв. метров.

Хвостовое оперение

Т-образной формы, с двигателем, установленным в основание киля. В кормовой части, под двигателем расположена откидная аппарель, которая служит в качестве трапа при погрузке-выгрузке почты и багажа. Управляемые поверхности не цельноповоротные, есть неподвижный киль и стабилизаторы.

Кабина

Салон расположен в средней и хвостовой части фюзеляжа, в носовой части размещается полётное оборудование и кабина экипажа. Управление дублированное, оба места управления оснащены полным комплексом приборов и органов управления достаточным для контроля над лайнером.

В переходе между кабиной и салоном размещается отсек для бортинженера и штурмана, при необходимости.

Салон

Кабина для пассажиров занимает среднюю часть фюзеляжа. Размер иллюминаторов 30 см.

В салоне предусмотрена вентиляционная и обогревательная система.

По бортам кабины, под подволоком размещены полки для багажа, кроме этого дополнительный багажный отсек находится в хвостовой части салона.

В самолёте предусмотрен оборудованный санузел: унитаз, бак для воды, умывальник.

Гидравлическая система

Тип закрытый. Рабочая жидкость – АМГ-10. Подсистемы ГС: основная (ОГС) и аварийная (АГС). Первая работает благодаря двум насосам, вторая – насосной станции.

Функции ОГС:

• управлять стеклоочистителями фонаря пилотской кабины (фонарь – прозрачная часть из пластика или стекла);
• поворачивать и тормозить колеса, убирать и выпускать шасси;
• управлять щитками реверсивно-тормозной системы, закрылками, стабилизатором.

Функции АГС:

• обеспечивать стояночное торможение стоек шасси;
• выпускать и убирать бортовой трап;

В аварийной ситуации:

• выпускать закрылки;
• управлять стабилизатором;
• выпуск шасси и торможение.

Система управления ЛА

Экипаж: командир и второй пилот. Для каждого предусмотрены колонка управления, штурвал, педали.

В случае необходимости управление может быть переведено в автоматический режим благодаря системе автопилотирования АП-40.

Пилот осуществляет управление:

• рулем высоты;
• элеронами;
• рулем направления;
• триммерами.

Электрооборудование:

• системы первичного (основная, постоянный ток) и вторичного (переменный ток) электроснабжения;
• аварийная система электроснабжения от аккумуляторов;

В основной и аварийной системах функцию минусового провода выполняет корпус корабля.

Радиоэлектронная аппаратура

Комплекс радиотехнические устройств обеспечивает возможность вести двухстороннюю радиосвязь с другими ЛА, находящимися в воздухе, и наземными станциями, определить местоположение воздушного судна, посадить самолет по приборам, вывести на радиомаяк.

Бортовое радиоэлектронное оборудование

БРЭО Як-40 состояло из радиополукомпаса АРК-9, задачей которого было наведение самолета и облегчение его ориентировки в пространстве через радиосигналы наземных маяков.

Курсоглиссадная система посадки СП-50 обеспечивала точность ориентации самолета в пространстве на взлетно-посадочных режимах в сложных погодных условиях.

Помимо этого Як-40 оснащался парой радиостанций типа «Перо-11», и УКВ-рациями «Ландыш» или «Балкан» для ближней связи.

Радиолокационную аппаратуру представляли комплексы «Гроза» и ответчик системы распознавания типа СО-69/70.

Топливная система

ТС служит для размещения запаса топлива в необходимом объеме для полета и для подачи его к силовой установке. Помимо этого с его помощью охлаждается масло в моторе. Кессонные баки расположены между носовой балкой и лонжероном крыла.

Составляющие ТС:

• 2 кессонных бака для топлива;
• система дренажа топливных кессонов;
• система питания топливом моторов АИ-25 и АИ-9;
• приборы расхода топлива;
• система централизованной заправки.

Шасси

Для того чтобы Як-40 мог взлетать и садиться на грунтовые аэродромы, трехопорное шасси оснастили мягкой амортизацией. Главные стойки убираются в крыло, передняя – в фюзеляж.

Аэродинамическая схема

Моноплан, точнее, – низкоплан. Хвостовое оперение Т-образной формы. Конструкция выполнена большей частью из высокопрочных сплавов алюминия. Тип фюзеляжа – полумонокок (несущими являются корпус и дополнительные силовые элементы).

Як-40 выполнен по нормальной аэродинамической (классической) схеме, которая предполагает наличие горизонтального оперения (стабилизатора), размещённого за крылом. Центр тяжести находится впереди аэродинамического фокуса, что необходимо для статической устойчивости.

Летно-технические характеристики

В 70-х годах ХХ века воздушные перевозки приобрели массовый характер, в том числе местные рейсы.

В СССР, как впрочем, и в США, и многих других странах был необходим новый тип самолета.

В Стране Советов это место по праву занял Як-40. В США был объявлен конкурс по созданию ВС (воздушных судов) для местных авиалиний (выпуск самолетов ДС-3 «Дакота» прекратился как себя изживших, а старые машины износились).

Американцы планировали заменить их к 1970 году, но все конкурсные проекты оказались провальными.

ЛТХ:

• взлетная масса – 16,1 т;
• крейсерская скорость – 510 км/ч;
• посадочная скорость – 180 км/ч;
• максимальная высота полета с пассажирами – 8,1 км;
• время набора высоты 6000 м – 16,1 мин;
• длина разбега – 715 м.

Инженерам под руководством Яковлева удалось не только создать неприхотливую машину для внутренних линий, (что обеспечивалось эксплуатацией на грунтовых аэродромах, низкой взлётной и посадочной скоростью и коротким пробегом) но и обладающей высокой крейсерской скоростью и надежностью.

Эксплуатация на внутренних линиях

В октябре 1966 был осуществлён первый полет на Як-40. Не прошло и года, как самолёт стал использоваться в качестве пассажирского авиалайнера. Первый рейс – Москва-Кострома, вскоре самолеты этого типа стали регулярно использоваться в различных регионах страны.

В 1968 году в воздушном пространстве СССР в составе Аэрофлота курсировали 11, в 1972 году – 232 бортов. К 1976 году насчитывалось свыше 500 маршрутов Як-40, а к 1980 году их количество увеличилось до 669.

В самом начале 80-х были организованы рейсы в Таджикистан, они отличались особой сложностью: летчикам приходилось лететь между гор и долин.

За все время эксплуатации самолеты Як-40 перевезли более 120 млн. пассажиров (данные по состоянию на 2014г).

В конце 1991 года в Аэрофлоте числилось 543 машины, еще 4 ВС были в распоряжении пограничников, одна в ВВС, 72 были закреплены за различными министерствами СССР.

К 2014 году потери самолетов Як-40 вследствие авиакатастроф составили 113 машин. Более 70% случаев относят к авариям по вине летного состава, 18% – по причине отказа техники.

Всего лишь один ЛА потерян в результате теракта, случившегося в 1994 году. После того как заложников и пилотов освободили, несостоявшийся угонщик взорвал себя, в результате чего был сильно поврежден и самолет.

До 1991 года 8 раз пробовали угнать Як-40, и только один раз угонщикам удалось вырваться на нем за пределы СССР.

Як-40 за рубежом

С 1967 года этот самолет ОКБ Яковлева много раз участвовал в авиасалонах за рубежом. Машина привлекала к себе внимание надежностью, компактностью, относительной простотой эксплуатации и удобством использования на небольших дистанциях. Причем его закупали даже в тех странах, где была развита своя авиационная промышленность.

Сначала ЛА получил сертификат летной годности в Италии, немногим позже – ФРГ. Так наладился экспорт Як-40 в капиталистические страны. Его поставки осуществлялись в азиатские и европейские государства и даже на Кубу. За период с 1970 по 1980 года было продано 125 единиц различных версий Як-40 в 18 государств.

Историческое наследие

Старые машины, непригодные для пилотирования, нередко используют в качестве экспонатов и самолетов-музеев и даже «объектов городского благоустройства».

Так Як-40 можно увидеть:

• на территории музея под открытым небом в Монино;
• в парковой зоне в Югорске;
• авиапамятник в Башкортостане;
• в музее гражданской авиации в Оренбурге;
• в Татарстане в а/п Бугульма;
• в Ульяновске в Музее истории гражданской авиации;
• в Курганском авиационном музее.

Отдельно стоит рассказать об авиасимуляторе в Усть-Илимске. В детском парке рядом с ДК «Дружба» находится списанный Як-40.

Некоторое время он был простым авиапамятником, пока за дело не взялся местный умелец Алексей Шадрин, бывший курсант летного училища, в настоящее время – инженер.

Алексей оборудовал кабину 3D-мониторами, подключил программу и рычаги управления к компьютеру, а также звуковое сопровождение. Посетители в восторге!

Но на этом история легендарного Як-40 не заканчивается: он не только до сих пор используется в России частными авиаперевозчиками, но уже прошел модернизацию и ремоторизацию в Сибирском НИИ авиации им. Чаплыгина. Возобновление производства не планируется, но часть старых Як-40, которые не отлетали 10 лет (в России таковых насчитывается около 100 единиц), можно будет модернизировать.

Видео