САМОЛЕТЫ ДЛЯ ВОЗДУШНОЙ АКРОБАТИКИ

Сергей Комиссаров/ Москва

Фото предоставлены автором

В «АиВ», № 4'2006 была опубликована статья «Летающая парта послевоенной эпохи (учебно-тренировочные самолеты Як-18, Як- 18У и Як- 18А)». В продолжение этой темы предлагаем материал, в котором излагается история создания и применения спортивно-пилотажных самолетов Як-18(1. Як- 18ПМ и Як- 18ПС.

Вплоть до конца 1950-х гг. советские авиационные спортсмены не располагали специализированным пилотажным самолетом отечественного производства. Учебно-тренировочный двухместный Як-18 с мотором М-11ФР хорошо подходил для своего основного назначения, однако не позволял выполнять весь спектр фигур, доступных спортсменам высшего класса. Пришлось закупить в Чехословакии более ста самолетов Zlin Z-226 и Z-326, известных своими отличными пилотажными качествами. Именно на них советские летчики-спортсмены впервые начали отрабатывать обратный пилотаж, который давно уже практиковался в других странах.

Возможность создать самолет для воздушной акробатики возникла с появлением в 1956 г. УТС Як-18А, оснащенного более мощным двигателем АИ-14Р. На его базе специалисты ОКБ А.С. Яковлева приступили к проектированию спортивно-пилотажной машины, которая первоначально носила обозначение Як-20П (шифр Як-20 ранее применялся к легкому учебному самолету 1949 г., а затем к опытному экземпляру Як-18А). Незадолго до выхода на испытания самолету присвоили название Як-18П.

Приступая к переделкам Як-18А, конструкторы стремились максимально сохранить базовую конструкцию, а повышения летных и пилотажных характеристик машины добиться за счет улучшения ее аэродинамики и уменьшения взлетной массы. Самолет стал одноместным. Из двух кабин Як-18А оставили переднюю, несколько сократив состав ее оборудования. Козырек фонаря остался неизменным, а сдвижную часть сделали новую каплеобразной формы. Если у Як-18А колеса лишь поджимались к крылу и фюзеляжу, то на Як-18П основные опоры шасси стали полностью убираться в специальные ниши центроплана, а передняя «нога» – практически целиком в фюзеляж. Стойки шасси были укорочены. С центроплана сняли подножки и трапы для влезания в кабину. На левой консоли крыла демонтировали фары и зашили места их установки. С самолета сняли все ночное оборудование, а из радиооборудования сохранили только радиостанцию РСИУ-ЗМ. Уменьшили запас масла и горючего, два бака для которого разместили в отсеках центроплана между 3-й и 4-й нервюрами. В итоге самолет стал значительно легче исходного Як-18А. Одинарное управление Як-18П имело свои небольшие особенности. Так, ручку управления по сравнению с используемой Як-18А удлинили на 60 мм.

Постройку первого опытного экземпляра пилотажной машины завершили к концу ноября 1957 г., и 22 числа ведущий инженер В.Г. Цвелев подписал «Документацию к разрешению на первый вылет самолета Як-18П с мотором АИ-14Р». Для этого самолета была установлена предельно допустимая по флаттеру приборная скорость 390 км/ч.

12 декабря Як-18П вышел на заводские испытания, которые были успешно завершены 10 января 1958 г. За время их проведения выполнили 32 полета общей продолжительностью 11 ч 27 мин. Летные испытания проводили летчики-испытатели Ф.Л. Абрамов (ведущий), В.П. Смирнов и В.Г. Мухин. Облетал самолет командир отряда Центрального аэроклуба СССР (ЦАК) им. Чкалова заслуженный мастер спорта Я.Д. Форостенко.

В отчете об испытаниях указано, что центровка на взлете с убранным шасси составляла 22,1% САХ. Як-18П показал улучшение летных данных по сравнению с Як-18А по всем параметрам, за исключением дальности. Так, скороподъемность возросла в 1,5 раза, максимальная скорость увеличилась на 20 км/ч. Улучшились и пилотажные свойства.

Принимавшие участие в испытаниях летчики весьма высоко оценили самолет. Абрамов, в частности, писал: «…По характеру фигур пилотажа и технике их выполнения самолет приближен к современным боевым самолетам. Комплекс фигур сложного пилотажа: переворот, петлю и полупетлю Нестерова – вследствие имеющегося избытка мощности – самолет производит без потери высоты. Самолет без затруднений выполняет управляемую бочку, устойчивые виражи, горизонтальные восьмерки и спирали с креном до 70 . Управление самолетом на пилотаже приятное». А вот выдержка из оценки, которую дал машине Форостенко: «Самолет Як-18П… обладает прекрасной маневренностью, имеет большую вертикальную скорость, что позволяет ему выполнять все управляемые фигуры пилотажа без потери высоты. При этом нагрузки от рулей незначительны и приятно ощущаются летчиком. На пилотаже самолет исключительно устойчив и хорошо выполняет весь комплекс фигур. Характер фигур и техника пилотирования самолета Як- 18П имеют много общего с самолетом Як-11 …Самолет может быть рекомендован для массового применения в аэроклубах ДОСААФ…В целях более полного использования возможностей этого самолета в аэроклубах ДОСААФ, желательно приспособить его для выполнения фигур обратного пилотажа». Как видим, ВМГ первого опытного Як-18П еще не была приспособлена к перевернутому полету.

Первый опытный экземпляр Як-18П. Заводские испытания, декабрь 1957 г.

Второй опытный экземпляр Як-18П (завод. № 1160410). Осень 1959 г.

В заключении отчета по заводским испытаниям Як-18(1 было записано, что самолет прошел их удовлетворительно. «По своим летным данным и технике пилотирования он значительно превосходит серийный самолет Як-18А и может быть рекомендован для широкого применения в аэроклубах ДОСААФ и школах ВВС».

Затем начались эксплуатационные испытания с участием летчиков-спортсменов ЦАК. К сожалению, в результате досадного происшествия единственный экземпляр Як-18П был выведен из строя. Скорее всего, это случилось не позднее начала 1959 г. Вот что пишет тогдашний авиационный спортсмен, а позже летчик-испытатель Борис Орлов в своей книге «Записки летчика-испытателя»: «Первый Як-18П испытывался С.Н. Анохиным, большим мастером и любителем акробатического пилотажа. Все шло хорошо, самолет Анохину очень понравился, и он стал отрабатывать на нем некоторые, скажем так, «кунштюки». Например, заходил на посадку с обратным курсом на высоте 250-300 м, над посадочным «Т» переворачивался на спину, выпускал шасси, летел так некоторое время, потом брал ручку на себя, выполняя вторую половину петли или переворота, что в данном случае одно и то же. и садился. Вся изюминка этого маневра заключается в том, что приземляться надо сразу после выхода в горизонтальный полет, без обычного при нормальной посадке планирования. Маневр, надо сказать, рискованный, но для пилотажника высокой квалификации вполне доступный… Анохин выполнял необычную посадку вполне уверенно, пока кто-то ему не сказал, что надо бы малость подольше лететь на спине с выпущенным шасси – мол, маневр будет лучше смотреться. Сергей Николаевич учел замечание и в следующем полете сделал, «как просили», да, видимо, чуть перестарался. Немного не хватило ему высоты, чтобы выровнять самолет, и машина крепко стукнулась о землю: шасси улетело от удара, самолет деформировался, но летчик не пострадал…

Сам Сергей Николаевич не делал из этого случая тайны, чистосердечно брал вину на себя и заметно переживал случившееся. В результате аварии наша команда полетела в Братиславу, имея единственный экземпляр срочно построенного нового Як- 18П, но не того, что разбился, а по сути одноместного варианта Як- 18А…».

Здесь мы переходим к истории второго опытного «братиславского» Як-18П (иногда его еще называют Як-18АП, хотя в документах ОКБ такое обозначение не встречается). Работы по нему велись на основании Постановления Совета Министров СССР № 1 11 -48 от 4 февраля 1959 г. Самолет получили путем переделки серийного Як-18А. При этом сохранили исходное шасси и оставили заднюю кабину, а переднюю зашили. Козырек фонаря перенесли назад на 1100 мм, причем сдвижную и неподвижную заднюю часть использовали от Як-18А. Вероятно, решение оставить именно заднюю кабину было вызвано желанием оценить эффект более задней центровки, а заодно и обзор из кабины при такой компоновке. Крыло претерпело минимальные изменения – лишь сняли фары и заделали их проемы. Угол установки стабилизатора изменили с 0 до +1 , углы отклонения руля высоты составляли: вниз 25°, вверх 20° (вместо вверх 25е, вниз 20°).

Машина была оснащена стандартным двигателем АИ-14Р в 260 л.с. и воздушным винтом В-530 Д-35. Однако в бензо- и маслосистемы внесли изменения, которые позволили в перевернутом полете использовать двигатель на всех режимах. Теперь в топливную систему входили 4 бака: два основных, компенсационный и 9-литровый расходный. Этот бак был снабжен самоориентирующимся заборником (резиновый шланг с металлическим приемником), который и обеспечивал беспрерывное питание насоса горючим при любом положении самолета в воздухе. Самоориентирующимся заборником был оснащен и маслобак. При заправке бензином от 45 л и более самолет мог совершать непрерывный перевернутый полет в течение 5 минут.

Как и на первом опытном Як-18П, на второй машине упростили радиооборудование, в частности, сняли имевшийся на Як-18А радиокомпас. В его нише, находившейся позади кабины, теперь разместили электрооборудование, а ставшую ненужной радиопрозрачную обшивку заменили металлической крышкой. По составу оборудования кабины новый самолет в целом был аналогичен первому опытному Як-18П. Использовались доработанные привязные ремни, которые снабдили «истребительными» лямками и пряжками, а кроме того, добавили пятую лямку, которая шла спереди к нижнему раскосу фюзеляжа. Это создавало для летчика необходимые условия пилотирования при любом положении машины в воздухе. Самолет сверху окрасили в красный цвет, низ крыла и фюзеляжа, а также створки жалюзи мотора – в голубой. Номеров и надписей не было.

Заводские испытания машины прошли осенью 1959 г. (отчет Яковлев утвердил 24 октября). Их проводили летчики-испытатели Анохин, Абрамов, Смирнов, Мухин и летчик ДОСААФ Коробов. Самолет облетали летчики-спортсмены ЦАК Форостенко, Титов, Назаров, Авидзба, Бодрягина, Белушнин, Маслов. Власенко. Ведущим инженером по испытаниям остался Цвелев. Было выполнено 180 полетов общей продолжительностью 56 ч 48 мин. Особое внимание уделялось оценке пилотажно-акробатических свойств самолета. Выполнялись как отдельные фигуры прямого и обратного пилотажа, так и сложные многофигурные комплексы.

В отчете о заводских испытаниях второго Як-18П указано, что центровка на взлете с убранным шасси составляла 29,6% САХ. Обратим внимание на значительно более заднюю центровку не только по сравнению с первым опытным Як-18П (22,1% САХ), но и с Як-18А (24,5% САХ). Для самолета были установлены предельные эксплуатационные перегрузки +6 и -4. Основные ЛТХ второго Як-18П оказались значительно лучше летных данных серийного Як-18А, но несколько ниже, чем первого Як-18П.

Летчики весьма высоко оценили второй Як-18П. Так, Анохин отмечал, что в наборе высоты, горизонтальном полете и планировании самолет устойчив по всем трем осям. Усилия от всех рулей небольшие. Триммер руля высоты снимает усилия на всем диапазоне скоростей горизонтального полета. Эффективность рулей достаточна. Соотношения по прилагаемым усилиям и эффективности рулей гармоничны. «Общее впечатление о самолете хорошее. Самолет доступен в пилотировании летчикам-спортсменам ДОСААФ средней квалификации, прошедшим обучение на самолете Як-18». Абрамов подчеркивал «очень хорошую маневренность» машины. Анохин и Коробов рекомендовали в дальнейшем увеличить эффективность элеронов.

Третий опытный экземпляр Як-18П (завод. № 1160421). Госиспытания, декабрь 1959 г.

Дебют Як-18П на чемпионате мира в Братиславе. 1960 г.

Летчики облета отмечали, что Як-18П «отвечает всем требованиям летчиков-спортсменов, прост и надежен в пилотировании, по технике пилотирования проще самолета Тренер Z-226… Просто и красиво выполняет обязательный комплекс мирового чемпионата по воздушной акробатике».

В заключении отчета говорилось: «Самолет Як-18П может быть рекомендован для широкого применения в школах ВВС и аэроклубах ДОСААФ в качестве тренировочного и спортивно-пилотажного самолета, обеспечивающего выполнение всего комплекса фигур высшего и сложного акробатического пилотажа как в прямом, так и в перевернутом полетах».

Госиспытания Як-18П начались 18 декабря 1959 г. Ведущим летчиком был подп-к В.К. Подольный, ведущим инженером – инженер-подп-к В.В. Погуляев. Использовался самолет Як-18П, полученный путем переделки серийного Як-18А № 1160421, выделенного ЦАК. Есть предположение, что второй опытный Як-18П имел заводской № 1160410, в таком случае Госиспытания проходил уже третий экземпляр пилотажного самолета – он же второй с задней кабиной и шасси по типу Як-18А. Машина несла бортовой № 74.

Полеты, запланированные по программе Государственных испытаний, завершились 12 февраля 1960 г. Як-18П показал максимальную горизонтальную скорость 253 км/ч на номинальном режиме и 262 км/ч на взлетном – в обоих случаях на 12 км/ч меньше, чем на заводских испытаниях. Причина, вероятно, в том, что летные данные на Госиспытаниях были получены при взлетной массе 1150 кг, а на заводских – 1093 кг

Был выявлен ряд дефектов, в том числе:

– тяжелое управление рулем высоты и, особенно, элеронами, что в сочетании с большими расходами ручки управления затрудняло выполнение акробатического пилотирования;

– недостаточная жесткость сиденья летчика: при пилотировании с перегрузками оно деформировалось, вызывая скрежет и хлопки.

Для устранения дефектов самолет передали ОКБ.

На фирме Яковлева для отработки решений по повышению эффективности элеронов использовали, согласно отчету, опытную машину № 1160410, которую доработали соответствующим образом: увеличили размах каждого элерона с 1959 до 2114 мм (площадь элеронов возросла с 1,31 кв. м до 1,47 кв. м), а также увеличили осевую компенсацию с 22,5% до 25,5%. Затем на этом самолете выполнили 10 полетов, показавших улучшение эффективности элеронов и снижение нагрузок на ручку во всем диапазоне скоростей. В то же время в отчете по результатам этих полетов был сделан вывод о желательности дальнейшего увеличения эффективности элеронов и снижения усилий от них «с целью получения гармоничности сочетания усилий на ручке от руля высоты и элеронов при пилотировании». В целом полученные результаты были оценены положительно и вошли составной частью в материалы Госиспытаний.

К 1 марта ОКБ закончило работы по устранению замечаний на Як- 18П № 1160421, и 15 марта официально завершились Государственные испытания. Всего было выполнено 49 полетов с налетом 34 ч 35 мин. Итоги Госиспытаний отражены в утвержденном 19 апреля 1960 г. Акте № 1/13. В частности в нем указано, что на новой машине по сравнению с Як-18А увеличена площадь триммера руля высоты. Центровку сдвинули назад до 28,8% САХ. В документе это мотивируется необходимостью обеспечить выполнение фигур обратного пилотажа при заданном диапазоне углов отклонения руля высоты.

В Акте отмечалось, что Як-18П «удовлетворительно выполняет весь комплекс существующих фигур нормального и перевернутого пилотажа… Фигуры пилотажа в вертикальной плоскости в отличие от серийного самолета Як- 18А самолет Як- 18П выполняет без потери высоты и на меньших скоростях ввода.. По качеству выполнения фигур нормального пилотажа в горизонтальной плоскости самолет Як- 18П практически не отличается от серийного самолета Як-18А». Далее отмечалось, что Як-18П имеет некоторые преимущества по сравнению с самолетом «Тренер» Z-226. Например, он все фигуры вертикального пилотажа выполнял без потери высоты за счет большей энерговооруженности. Преимуществом же «Тренера» назвали «легкость управления».

Были в летной оценке Як-18П и критические замечания. Так, «выход из перевернутого положения в нормальный полет самолет выполняет сложно и, как правило, с потерей высоты…; фигуры обратного пилотажа на предъявленном самолете выполняются сложно вследствие больших усилий на рулях…; при выполнении фигур высшего пилотажа, особенно при полете со снижением в перевернутом положении, самолет легко выходит за предел ограничений по скорости». Было сделано и другое интересное замечание: «С целью улучшения пилотажных качеств самолета следует провести мероприятия по дальнейшему увеличению эффективности элеронов и уменьшению поперечной устойчивости». Таким образом. уже на этом этапе встал вопрос об уменьшении поперечной устойчивости, но реализовано это было лишь позже, на Як-18ПМ.

Заключение Акта, в частности, гласило: «Модифицированный самолет Як- 18П производства завода № 115 ГКАТ государственные испытания выдержал и пригоден для принятия на снабжение ДОСААФ СССР в качестве спортивно-пилотажного самолета». При этом ОКБ Яковлева было предложено устранить ряд отмеченных в отчете дефектов и недостатков, выполнить мероприятия по дальнейшему улучшению машины, в т.ч.:

– обеспечить дальнейшее увеличение эффективности рулей и элеронов, «уменьшить расходы органов управления и усилия от них, особенно усилия от элеронов», которые значительно превышают верхний предел норм даже для истребителей;

– установить на самолете полностью убираемое шасси.

Одним из результатов Госиспытаний стало изменение ограничений по перегрузке, первоначально введенных для Як-18П. Генеральный конструктор своим письмом №01/741 увеличил верхний предел по перегрузке на опытном самолете Як-18П с +6 до +7.

Опытная машина была передана для освоения спортсменам ДОСААФ, которые готовились к Первому чемпионату мира по высшему пилотажу. Он состоялся в Братиславе 28 августа – 4 сентября 1960 г. Советская команда выступала в основном на самолетах Z-326A. Их дополнял опытный Як-18П, на котором летал Б. Васенко. На чемпионате первые четыре места заняли чехословацкие спортсмены. Васенко стал пятым в личном зачете и получил приз «Лучшему иностранному участнику». Так состоялся международный дебют нового советского пилотажного самолета. Остальные 3 летчика сборной СССР заняли 10,11 и 12 места.

В свете этих итогов руководство ДОСААФ сделало ставку на Як-18П при подготовке к следующему чемпионату и приложило усилия, чтобы ускорить его запуск в серию на арсеньевском заводе № 116.

Продолжение следует