История создания Ан-10. К 59-летию со дня первого полета первого советского аэробуса
В 1953 году ОКБ-473 O.K. Антонова, ОКБ-23 В.М. Мясищева и ОКБ-156 А. Н. Туполева по заданию МАП разработали технические предложения специализированных транспортных самолетов с двумя газотурбинными двигателями грузоподъемностью пять тонн. «Туполевцы» предложили разработать самолет с турбовинтовыми двигателями ТВ-2Ф, а Мясищев и Антонов — с турбореактивными ATI-7. Расчеты, проведенные специалистами ОКБ-473, показали, что самолет может перевозить груз 5000 кг на расстояние до 3500 км на высоте 10 000—11 000 метров, а 8000 кг (перегрузочный вариант, чего не могли его соперники) — на дальность 2700 км. Самолет рассчитывался на максимальную скорость 800–850 км/ч, его разбег (с максимальной нагрузкой) не превышал 550 метров. Экипаж — пять-шесть человек. Конкурса как такового не было, но задание получило ОКБ-473. Правда, проектирование самолета началось не с турбореактивными, а с турбовинтовыми двигателями, причем в пассажирском (самолет «Н») и транспортном вариантах (самолет «П»). Разработка обеих машин первоначально велась под два двигателя ТВ-2Ф, создававшихся в коллективе Н. Д. Кузнецова при участии немецких специалистов, а затем под ТВ-2Т с воздушными винтами АВ-58.
Модель пассажирского самолета «Н»
Работы по проекту «П» продвигались значительно быстрее, чем по его гражданскому варианту. В результате проектирование пассажирской машины было фактически приостановлено. Возможно, что причиной отказа от продолжения работ по самолету «Н» стало посещение ОКБ O.K. Антонова летом 1955 года Н.С. Хрущевым, высказавшимся в пользу четырехдвигательных самолетов.
Преемником проекта «Н» стал четырехдвигательный самолет «У» («Украина»), предназначенный для эксплуатации на авиалиниях протяженностью от 500 до 2000 км. Главной особенностью будущего пассажирского лайнера должна была стать его способность работать с грунтовых аэродромов, так как строительство ВПП с искусственным покрытием только разворачивалось. Совместным постановлением Совета Министров и ЦК КПСС от 30 ноября 1955 года ОКБ-473 предписывалось создать сразу две машины: пассажирскую «У» и грузовую «Т», будущие Ан-10 и Ан-12 соответственно. Конструкторам обеих машин давалось право выбора типа турбовинтовых двигателей: НК-4 или ТВ-20 (АИ-20).
В мае 1956 года состоялась защита эскизного проекта Ан-10, а спустя пять месяцев утвердили макет самолета.
Ан-10 CССР-Л5723 с шайбами на стабилизаторе в ходе государственных испытаний
По схеме Ан-10 повторял грузовой Ан-8, но по содержанию это была совершенно иная машина.
Опытный Ан-10, получивший символический регистрационный номер СССР-У1957, совершил первый полет в марте 1957 года. Его пилотировали летчики-испытатели Я. Верников (ЛИИ) и И.Е. Давыдов (ОКБ-473). Завершили программу заводских испытаний летчики И.Е. Давыдов и В.А. Калинин. Самолет укомплектовали двигателями НК-4 с воздушными винтами АВ-60, которые прошли стендовые испытания раньше, чем АИ-20. В ходе испытательных полетов на скорости, близкой к максимальной, выявилась тряска хвостовой части, и на горизонтальном оперении опытной машины установили вертикальные шайбы, но это помогло незначительно.
В июле 1957 года в аэропорту Внуково самолет впервые продемонстрировали широкому кругу общественности и журналистам. В этом же году еще «сырую» машину запустили в серийное производство на Воронежском авиационном заводе № 64, построив до конца года три Ан-10 с двигателями НК-4.
Первые пассажирские самолеты с турбореактивными двигателями проходили государственные испытания не в НИИ ГВФ, как это принято сегодня, а в Научно-испытательном институте ВВС, в подмосковной Чкаловской. В 1958 году туда же поступил второй Ан-10, но с двигателями АИ-20. Так же поступили и с пассажирским Ил-18, хотя С. В. Ильюшин первоначально и слышать не хотел об АИ-20. Поэтому полагаю, следует рассказать о причинах такой «рокировки».
НК-4 первым прошел стендовые испытания. Двигатели этого типа и установили не только на трех Ан-10 и двух Ан-12, и лишь затем — на Ил-18. Но как только ТВД АИ-20, созданный украинскими моторостроителями, прошел стендовые испытания, его сразу же примерили к Ан-10 и Ан-12. Политики сделали свое дело: украинские самолеты должны летать с украинскими моторами!
Впервые с дефектами НК-4 столкнулись в начале эксплуатации Ил-18, омраченной катастрофой 5 мая 1958 года. В тот день потеряли первый Ил-18А, проходивший войсковые испытания во 2-й авиационной Краснознаменной дивизии особого назначения.
В тот день самолет, имевший налет 62 часа, вылетел из аэропорта Шереметьево с семью членами экипажа и тремя представителями завода № 30. Тренировочный полет закончился трагически. При заходе на посадку лайнер упал около деревни Шереметьево и взорвался. Правительственная комиссия, расследовавшая летное происшествие и возглавлявшаяся маршалом Н.С. Скрипко, предположила, что катастрофа произошла из-за отрицательной тяги винта второго двигателя, возникшей при переходе его лопастей на нулевой угол установки.
Летные исследования, проведенные в ходе государственных испытаний, с имитацией отказа НК-4 и регулятора винта Р-68 позволили выработать соответствующие рекомендации для рядовых пилотов. Поэтому подобных инцидентов с Ан-10 не было. В то же время, несмотря на успешное завершение государственных испытаний, опытная эксплуатация Ил-18 задерживалась из-за массовых отказов ТВД НК-4. Достаточно сказать, что с 7 марта по 3 декабря 1958 года со всех Ил-18 сняли 20 двигателей, из них досрочно — 16. Средний налет на каждый досрочно снятый двигатель не превышал 60 часов при заводской гарантии — 200 часов. Главной причиной оказались не заложенные в него технические решения, а производственный брак авиамоторного завода № 24.
В 1958 году разборка двенадцати НК-4 показала, что десять двигателей вышли из строя из-за производственных дефектов. Согласно распоряжению Совета Министров от 15 июля и приказу ГКАТ от 28 июля 1958 года в ОКБ-240 разработали вариант Ил-18А с ТВД АИ-20, для отработки которого выделили третью серийную машину. Ее испытания начались в сентябре того же года.
Тем временем к ноябрю 1958-го завод № 30, выполняя декабрьское 1957 года постановление правительства, сдал ГВФ 17 лайнеров Ил-18 с ТВД НК-4. Всего же к январю 1959 года серийный завод построил 27 Ил-18 с этими двигателями. Тогда еще не было известно, на каком же двигателе остановит свой выбор правительство. Я не оговорился, поскольку в Советском Союзе такие задачи считались политическими и решались не заказчиком, а правительством.
5 января 1959 года главный конструктор Н.Д. Кузнецов писал заместителю председателя Совета Министров Д. Ф. Устинову, что сравнительные испытания двух Ил-18 с двигателями НК-4 и АИ-20 подтвердили технические преимущества НК-4. За счет меньшего веса НК-4 самолет с ними был на 700 кг легче по сравнению с машиной, оснащенной АИ-20. Экономичность лайнера с НК-4 оказалась выше на четыре-пять процентов, что на дальности 3000 км позволяло сберечь около 400 кг горючего. Учитывая только меньший вес НК-4 и его лучшую экономичность, платная нагрузка на самолете с ним может быть на 1100 кг больше, чем с АИ-20.
Говоря об Ил-18 с двигателями АИ-20, следует отметить, что на них отсутствовал автономный запуск, имевшийся на машинах с НК-4. В последнем случае для запуска АИ-20 требовалось разместить на самолете электрические аккумуляторные батареи весом около 170 кг, поскольку размещение на отечественных самолетах вспомогательных силовых установок не практиковалось. Из-за воздушных винтов большего диаметра существенно выше был и шум в кабине.
10 января 1959 года новенький Ил-18А с двигателями НК-4, два дня назад принятый с завода экипажем пилота М.Е. Заики, вылетел из Внуково в Баку. Спустя 15 минут на высоте 5500 метров экипаж почувствовал сильный глухой удар, сопровождавшийся вздрагиванием лайнера и запахом гари. Через окно увидели, что на второй силовой установке вырвало центральную часть смотрового лючка заднего узла подвески ТВД.
Экипаж, введя винт второго ТВД во флюгерное положение, начал аварийное снижение и включил огнетушители. Затем началась тряска машины с последующим отрывом второго двигателя. Снизившись до 200 метров, экипаж на трех моторах привел израненную машину в аэропорт Внуково.
Со следующего месяца прекратили эксплуатацию «Илов» с ТВД НК-4, и до конца года самолеты дорабатывали, заменяя их АИ-20. Но, как показал последующий опыт, пользы это не принесло. Например, в 1960-м простои Ил-18 составили 5157 самолето-суток, хотя в следующем году этот показатель снизился до 1821. В то же время С. В. Ильюшин и Н. Д. Кузнецов продолжали настаивать на использовании на Ил-18 доработанных двигателей НК-4А, ведь выгода от этого была очевидна.
Тогда никто и предположить не мог, что это скороспелое решение приведет к многочисленным отказам и катастрофам не только Ил-18, но и самолетов Ан-10 и Ан-12. Преимуществом новой силовой установки были лучшие взлетные характеристики машины, но, как уже говорилось, это привело к увеличению уровня шума до 104–120 дб.
В июне 1960 года начальник Главного управления ГВФ Е.Ф. Логинов направил в ЦК Компартии Украины письмо, где, в частности, сообщал, что «опыт эксплуатации двигателей АИ-20 на самолетах Aн-10 и Ил-18 показал их ненадежность. За 1959 год по конструктивным и производственным дефектам досрочно сняли 92 мотора, а за пять месяцев 1960-го — 56».
Чтобы не прерывать повествование, отмечу, что в июне 1963 года Е.Ф. Логинов в докладе, посвященном итогам предшествующих четырех месяцев эксплуатации Ил-18, сообщал в комиссию Президиума Совета Министров СССР по военно-промышленным вопросам:
«…за период, истекший после выхода решения комиссии, <…> от 30 января 1963 г. <…> 235-му отдельному авиаотряду передано семь новых Ил-18. На всех самолетах установлены двигатели АИ-20 новой специальной сборки с бронзовым сепаратором подшипника турбины. Наработка каждого из этих двигателей еще не превышает 100 часов.
До установки двигателей АИ-20А новой сборки в течение января — апреля сего года досрочно сняли с эксплуатации из-за конструктивно-производственных недостатков 15 двигателей. После установки <…> АИ-20А новой сборки <…> их надежность повысилась.
Согласно решению ВПК от 30 января 1963 г. завод № 19 <…> обязан был изготовить для <…> Ил-Л8 235-го отдельного авиаотряда ГВФ 60 двигателей АИ-20А новой сборки в течение января — апреля сего года. Всего получено 65 двигателей такой сборки. Из этого количества было снято:
— 9 двигателей по подозрению на прожог беговой дорожки подшипника вала винта…;
— 3 двигателя из-за появления на масляных фильтрах стальной и бронзовой стружки (при разборке их на заводе № 19 причин появления стружки не установлено);
— один двигатель поврежден при перевозке из Перми в Москву.
Следовательно, всего поставили 52 двигателя, пригодных для эксплуатации.
С 22 апреля <…> поставка двигателей новой сборки прекращена в связи с переходом к производству <…> АИ-20К…».
Самым тихим самолетом считался Ил-18. Уровень шума на местности, создаваемый Ил-18, достигал 117 дб, а у Ан-10 с теми же двигателями — 122 дб, у Ту-104 — 120–122 дб.
Для сравнения у турбовинтового лайнера «Вайкаунт» компании «Виккерс» уровень шума не превышал 94 дб.
Главы из книги