История Авиации 2004 03
Шрифт:
Таким представлялся будущий транспортник а нтоновской документаци и.
Эксперименты по сбросу моделей парашютных грузов с Ан-12 в аэродинамической трубе ЦАГИ. Целью исследования являлось изучение вопросов центровки и балансировки самолёта при выполнении десантирования.
Генеральный
Все это потребовало выбрать нечасто применяемую для пассажирских самолетов схему высокоплана. В фюзеляже большого диаметра (4100 мм) в пассажирском варианте находился просторный салон с максимальной высотой потолка 2,6 м, но объемы для багажа и груза, расположенные под его полом, высотой менее метра, оказались весьма тесными и не приспособленными к быстрой загрузке — попросту говоря, работать там приходилось согнувшись в три погибели, при том что высота пассажирской кабины была явно избыточной (она превышала даже потолки тогдашних «хрущевок»). Мало того, что пассажирский самолет при этом «возил воздух», но и масса планера получалась изрядно завышенной, из-за чего по весовому совершенству Ан-10 существенно уступал Ил-18. На это пришлось пойти из той же универсальности, памятуя о том, что главным является все же военной вариант самолета с объемистой грузовой кабиной.
Одним из главных силовых элементов фюзеляжа Ан-12 был прочный и жесткий грузовой пол, который не только мог выдерживать большие нагрузки, но и рационально распределял их, передавая на остальной силовой набор, крыло и шасси. На стадии проектирования рассматривалось несколько вариантов исполнения пола, но в итоге принята была конструктивно-силовая схема, подобная уже примененной на Ан-8 (чертежи пола грузовой кабины, ставшие основой при проектировании пола «восьмерки», в свое время О.К.Антонову передал P.J1.Бартини, который в 1944–1948 гг. работал над своими военно-транспортными самолетами Т-108, Т-117 и Т-200), что сократило время разработки всего самолета и свело технический риск к минимуму. Продольные балки, воспринимавшие нагрузку, выполнялись прочной и легкой ферменной конструкцией, пропускаемой через шпангоуты фюзеляжа и образующей с ней единое целое. Опять же, конструкция пола позволяла реализовать все требуемые военными варианты загрузки с крупными сосредоточенными грузами массой до 10 т, но для пассажирского самолета её прочность и вес были явно избыточны. В конструкции планера широко использовался новый высокопрочный алюминиевый сплав В95Т. Благодаря высокой удельной прочности, почти вдвое превышавшей обычный дюраль Д16, сплав стал основным материалом практически во всех силовых элементах крыла, включая лонжероны, несущие панели, стрингеры, пояса шпангоутов и нервюры. В95Т имел немецкое происхождение, уже в годы войны под наименованием сплав № 3425 он широко применялся на «Хейнкелях» и «Юнкерсах» в виде прессованных профилей и штамповок и достался нам вместе с другими германскими трофеями. Еще одним «трофейным» материалом был заклепочный сплав В65. Однако при высокой прочности В95Т оказался и весьма чувствителен к развитию трещин и межкристаллитной коррозии, со временем возникавших в местах концентрации напряжений — всевозможных отверстиях и вырезах (позже это свойство материала самым пагубным образом сказалось на судьбе Ан-10).
Общая аэродинамическая схема самолета представляло собой классический высокоплан, была вполне рациональна и по-своему изящна, отвечая антоновскому принципу: «Хорошо летают только красивые самолеты». Прямое высокорасположенное крыло большого удлинения (11,85), составленное из аэродинамических профилей С-5-18, С-3-16 и С-3-14, обладало хорошими несущими качествами при незначительном лобовом сопротивлении при высоких числах Маха, что обеспечило хорошее аэродинамическое качество машины (К тах=15), малый коэффициент лобового сопротивления, приемлемую экономичность и возможность работы с коротких ВПП. Кроме того, такое расположение крыла уменьшало дополнительное сопротивления самолета, связанное с интерференцией крыла и фюзеляжа. Расположение более несущих профилей С-3-14 на концах крыла, а менее несущих С-5-18 в его корневой части обеспечило получение хороших характеристик поперечной устойчивости и управляемости самолета на больших углах атаки. При такой компоновке срыв потока начинался в центральной части крыла, постепенно распространяясь к его концам, благодаря чему Ан-12 не имел тенденции к сваливанию на крыло при срыве потока.
Крыло оснастили двухщелевыми выдвижными закрылками большой площади, что позволило получить малую посадочной скорость (200–250 км/час), и вместе с возможностью торможения воздушными винтами путем перевода их лопастей на малый
Найдя оптимальные места расположения двигателей относительно крыла, удалось получить и прибавку аэродинамического качества на 2,0–3,5 единицы по сравнению с самолетом-низкопланом, где двигатели устанавливаются над крылом. При равных полетных весах с низкопланом, такое расположение ТВД давало снижение расхода топлива на 8 — 10 %. Кроме того, установка двигателей под крылом позволила сделать короткими выхлопные трубы, снизить их вес и потери КПД от противодавления. Значительно уменьшилась и вероятность попадания в ТВД посторонних предметов с ВПП, что было очень важно для самолета, который собирались эксплуатировать не только с бетонных, но и грунтовых полос полевых аэродромов.
Для уменьшения усилий на органах управления рули и элероны Ан-12 имели развитую аэродинамическую компенсацию, обеспечивающую приемлемые усилия на всех режимах полета. Кроме того, на руле направления установили кинематически связанный с рулем пружинный сервокомпенсатор, угол отклонения которого зависел от усилий на педалях. На всех рулях устанавливались триммеры, а на элеронах — триммеры-сервокомпенсаторы, позволяющие сбалансировать самолет и снять усилия с органов управления при любых полетных режимах, включая и полет при остановленных двух двигателях с одной стороны машины. Благодаря установке на Ан-12 системы автоматического флюгирования винтов имелась возможность установки лопастей винта по потоку при любом случае отказа ТВД. При неудачном заходе на посадку с двумя неработающими с одной стороны двигателями и зафлюгированными винтами Ан-12 имел возможность уйти на второй круг (по крайней мере, считалось, что подобный акробатический трюк «особых трудностей не представляет»).
Ан-12 строился по нормам прочности 1953 г. и по классификации был отнесен к классу «В» тип 13 и 14 (пассажирские, транспортные и десантные самолеты). Максимальная эксплуатационная перегрузка равнялась +2,35, а минимальная (отрицательная) — 1,18. Со временем, когда допущена была эксплуатация самолета с увеличенным полетным весом и большей нагрузкой, максимальную перегрузку установили равной 2,23.
Проектирование самолета, как и требовало постановление, было выполнено в рекордно короткий срок. От момента начала работ до выхода на испытания прошло чуть более пятнадцати месяцев. Первый опытный самолет «У», строился в Киеве. 7 марта 1957 г. он поднялся в воздух с аэродрома летно-испытательной станции завода. Командиром экипажа был опытнейший летчик-испытатель ЛИИ Герой Советского Союза Я.И.Верников, вторым пилотом — И.Е.Давыдов.
Транспортный вариант имел по конструкции планера 86 % общих с пассажирским самолетом узлов и деталей (разработчики иногда говорили даже о 92 % унификации) и был спроектирован всего за восемь месяцев. Макетная комиссия по нему завершилась 22 июля 1956 г. с общей положительной оценкой. Главными отличиями транспортного самолета от Ан-10 стали новая хвостовая часть фюзеляжа с обширным грузолюком, герметичной кабиной стрелка и установка ДБ-65У системы оборонительного пушечного вооружения ПВ-23УС с двумя 23-мм орудиями АМ-23 (взята практически без изменений с Ан-8), а также двигатели АИ-20 опытной серии. Для компенсации отсутствия подфюзеляжного гребня, установленного на пассажирском самолете (его место занял грузолюк), Ан-12 имел большой форкиль. Первая машина «Т», получившая заводской № 7900101, была изготовлена на заводе № 39 в Иркутске в конце 1957 г. Ее преемственность с Ан-10 позволила отказаться от постройки опытного образца — первая иркутская машина была и первой серийной. Серийные номера Ан-12 иркутского завода расшифровывались следующим образом: первая цифра (7) — год выпуска (1957), вторая и третья — код завода (90), остальные — серия (01) и номер самолета в серии (01).
Первый полет Ан-12 состоялся 16 декабря 1957 г. В воздух его поднял экипаж в составе Героя Советского Союза Я.И.Верникова (командир, летчик-испытатель ЛИИ), Г.И.Лысенко (второй пилот, переведен в ОКБ из НИИ ГВФ), П.И.Уварова (штурман). И.М.Морозова (бортиженер), М.Г.Юрова (бортрадист), В.Г.Жилкина (бортстрелок).
В воздухе после уборки закрылков и уменьшения мощности двигателей возникла тряска носовой части фюзеляжа. Командир решил не рисковать, и через несколько минут прервал полет единственной к тому времени машины. Вскоре выяснилось, что тряска вызывалась незакрытой створкой передней ноги шасси и не была опасной. Со второго полета ведущим летчиком заводских испытаний назначили Г.И.Лысенко. За восемь месяцев Ан-12 прошел программу заводских испытаний, к концу которых участвовали уже три самолета.