В журнале “Крылья Родины” №1 за 1977 год была опубликована статья инженера В. Кондратьева «Самолет-чемпион Як-50». В статье рассказывалось об победе советских-летчиков на новом спортивно-пилотажном самолете Як-50 на восьмом чемпионате мира по высшему пилотажу в июле 1976 года. Рассказывалось об особенностях разработки нового самолета. Также была дано краткое техническое описание Як-50 и его ЛТХ. Ниже читателю предлагаю ознакомиться со статьей об самолете Як-50:
«Самолет-чемпион Як-50»
Восьмой чемпионат мира по высшему пилотажу, проходивший в июле 1976 года в Киеве, закончился убедительной победой советских летчиков, выступавших на новом спортивно-пилотажном самолете Як-50. В отличие от национальных первенств на международных встречах спортсмены летают на самолетах разных типов. Таким образом чемпионаты мира являются не только соревнованиями пилотов, но в определенной степени и соревнованиями создателей самолетов, ибо от качества созданных ими машин во многом зависят успехи спортсменов. И не случайно советские летчики горячо благодарили коллектив, руководимый Генеральным конструктором дважды Героем Социалистического Труда Александром Сергеевичем Яковлевым, за созданный им отличный пилотажный самолет.
…Проектирование нового спортивного самолета под общим руководством А.С. Яковлева вела молодежная группа опытно-конструкторского бюро. Ей предстояло решить ряд сложных инженерных задач, обусловленных особенностями чисто пилотажного одноместного самолета, на базе которого к тому же в дальнейшем планировалось строить двухместную учебно-тренировочную машину. Иными словами надо было разрабатывать сразу две модификации самолета и так, чтобы они по своим летным характеристикам, технологии серийного производства, эксплуатации в аэроклубах были максимально близки друг другу, имели наибольшее число унифицированных узлов и деталей.
А главное - в кратчайший срок дать советским аэроклубам современный, простой в пилотировании и обслуживании, надежный самолет, доступный даже начинающим свою спортивную жизнь летчикам.
Все эти несколько противоречивые требования значительно усложнили обычные вопросы, решаемые при разработке самолета, и наложили свой отпечаток на размеры и внешний облик новой машины. Так фюзеляж сделан достаточно длинный, чтобы иметь возможность в будущем с минимальными переделками установить вторую кабину. Была предусмотрена установка двойного управления и шасси с носовым колесом.
Пришлось отказаться от многих модных «новинок», применяемых на зарубежных пилотажных самолетах: таких как недостаточно изученные симметричные профили крыла, управляемый стабилизатор, закрылки для непосредственного управления подъемной силой и т.д.
Летные испытания и особенно чемпионат мира подтвердили правильность такого решения. Забегая вперед, можно сказать, что конструкторская группа успешно решила поставленную задачу. Одноместный пилотажный Як-50 стал чемпионом мира. Генеральным направлением развития спортивно-пилотажных самолетов в последние годы стало дальнейшее повышение их энерговооруженности, что достигается двумя путями: снижением взлетного веса и увеличением мощности двигателя. И каждый новый пилотажный самолет, как правило, отличается меньшим весом и более мощным двигателем. Если на самолетах, принимавших участие в первых чемпионатах мира по высшему пилотажу, устанавливались двигатели в 100-160 л.с. и даже менее 100, то на последнем чемпионате самые «маломощные» самолеты были оснащены двигателями в 180-200 л.с. А наш Як-50 спроектирован под двигатель в 360 л.с., обеспечивающий летчику уверенной выполнение любых фигур на вертикалях, оставляющих основу современных произвольных пилотажных комплексов.
Снижение веса машины является главной заботой конструкторов всего мира. Не был исключением и Як-50. Строгий весовой контроль на всех стадиях постройки самолета, вместе с пользованием экономичной в весовом отношении конструктивно-силовой схемы - однолонжеронное крыло с работающей (то есть воспринимающей часть нагрузок) обшивкой, фюзеляж типа полумонокок позволили уменьшить вес Як-50 по сравнению с хорошо известным Як-18ПМ на 200 кг при увеличении мощности двигателя на 60 л.с. В результате удельная нагрузка на мощность у нашего самолета-чемпиона составляет 2,5 кг/л.с.
Рекордная для современных пилотажных самолетов энерговооруженность Як-50 проявилась уже в первых испытательных полетах. Их выполняли летчики-испытатели, в прошлом отличные спортсмены-пилотажники, мастера спорта Вячеслав Лойчиков и Олег Булыгин. Летчики отметили в заключении, что Як-50 обладает высокими пилотажными качествами. Реакция самолета на действия органами управления быстрая и точная. Усилия на ручке нормальные даже при очень высоких скоростях полета. Як-50 легко и просто выполняет любые, в том числе вертикальные фигуры, причем обратный пилотаж от прямого практически не отличается. Уже в процессе испытаний Олег Булыгин выполнял «тройную полупетлю», сложнейшую вертикальную фигуру, в большой степени характеризующую пилотажные возможности самолеты и не доступную для большинства зарубежных самолетов. Причем в верхней точке фигуры Як-50 обладал еще значительным запасом энергии.
Штопорные свойства нового «яка» также получили высокую оценку летчиков. Из штопора он выходит практически без запаздывания, а это очень важно при выполнении штопорных фигур, которыми изобилуют современные пилотажные комплексы, входящие в программы соревнований.
Киевский чемпионат был рекордным по количеству новых самолетов, впервые принимавших участие в крупных международных соревнованиях. Таким образом наш Як-50, тоже новичок чемпионата, имел примерно равных себе «по возрасту» соперников. Накануне чемпионата зарубежная авиационная пресса много внимания уделяла предстоящим соревнованиям, оценивая шансы команд и характеристики самолетов, на которых они будут выступать, называла вероятных победителей. И как бы подводя итог предположениям и прогнозам, президент ФАИ Бернар Дюпарье, выступая на открытии чемпионата, заявил, что «победит лучший летчик на лучшем самолете».
Напряженная борьба, продолжавшаяся больше недели в небе над киевским аэродромом, выявила лучших летчиков, назвала лучший самолет. Абсолютным чемпионом стал советский спортсмен В. Лецко, а обладателем специального приза А.С. Яковлева «За наивысшее достижение на самолете Як-50» И. Егоров, завоевавший звание чемпиона в трех упражнениях из четырех (очень высокий и редкий результат!). Остальные члены мужской команды вошли в первую десятку лучших летчиков-пилотажников мира. Советские девушки поделили между собой первые пять мест, а абсолютной чемпионкой стала Лидия Леонова.
С первых же дней привлек всеобщее внимание самолет, на котором выступала советская команда. Особенно отмечалось то, что его размеры, строгие стремительные формы удачно гармонируют с размерами фигур и скоростью их выполнения. Лучший пилот-акробат Англии Нэйл Вильямс назвал пилотах на нем «танцем в воздухе». Вильямс является также автором проекта новой английской спортивно-пилотажной машины «Крэнфилд» А-1 и по его словам при проектировании этого самолета англичане пытаются подражать Як-50. Это ли не признание достоинств нового «яка»! Лучшей машиной восьмого чемпионата назвали Як-50 и многие другие участники соревнований. Им понравились его высокая энерговооруженность, простота и надежность конструкции, хорошая управляемость и устойчивость.
По аэродинамической схеме Як-50 не отличается от своих пилотажных предшественников Як-18ПМ и Як-18ПС. Однако при разработке проекта Як-50 были в корне пересмотрены вопросы прочности, устойчивости и управляемости пилотажного самолета. Выбор типа конструкции продиктован требованиями современного серийного производства.
Конструкция Як-50 цельнометаллическая, это позволяет использовать самые прогрессивные технологические приемы: панелирование, клеесварные соединения обшивки с каркасом, химическое фрезерование обшивок и т.д.
Фюзеляж Як-50 типа полумонокок. Поперечный набор состоит из 20 отштампованных из дюралевого листа шпангоутов, а продольный - из 14 бульбообразных стрингеров, расположенных равномерно по периметру. Обшивка выполнена из дюралевых листов толщиной от 0,6 до 1,5 мм. Стыковка крыла с фюзеляжем производится по трем усиленным шпангоутам, а стыковые узлы закрываются зализом. Для доступа к различным агрегатам и элементам конструкции при техническом обслуживании самолета на фюзеляже предусмотрены специальные лючки.
Крыло Як-50 однолонжеронное с работающей обшивкой. Профиль «Кларк УН», хорошо зарекомендовавший себя на многих учебных и спортивных самолетах ОКБ А.С. Яковлева. Толщина профиля у корня 14,5%, а на конце крыла 9%. Продольный набор крыла состоит из лонжерона, передней и задней стенок, стрингеров; поперечный - из 28 отштампованных из дюралевого листа нервюр. Обшивка крыла изготовлена из дюралевых листов различной толщины. В нижней обшивке крыла сделаны эксплуатационные лючки для подхода к узлам навески и механизмам шасси, а также к тягам управления элероном. Элероны - щелевого типа с осевой компенсацией и весовой балансировкой. Такие элероны имеют высокую эффективность во всем диапазоне скоростей самолета вплоть до скорости срыва, что обеспечивает хорошую поперечную управляемость. Элерон собран из трубчатого дюралевого лонжерона, восьми нервюр и хвостового стрингера; носов обшит дюралевым листом, а весь каркас обтягивается перкалем.
Хвостовое оперение - свободнонесущее классической схемы. Киль, как и стабилизатор, двухлонжеронной конструкции с работающей дюралевой обшивкой. При этом стабилизатор неразъемный. Руль поворота имеет роговую компенсацию и весовую балансировку. Левая половина руля высоты снабжена триммером. Конструкция рулей высоты и поворота такая же, как элеронов.
Для облегчения самолета несиловые детали - законцовки, зализы, обтекатели - изготовлены из стеклопластика.
Убирающееся шасси Як-50 выполнено по трехопорной схеме с хвостовым колесом. Убирающимся оно сделано для уменьшения лобового сопротивления и моментов инерции самолета, что благоприятно сказывается при выполнении многих фигур пилотажа. Убирается шасси вдоль хорды крыла, назад по полету.
Главные стойки телескопического типа с консольным креплением колес и жидкостно-газовой амортизацией. Тормозные колеса размером 500х150 имеют пневматики низкого давления (3 кг/см²). Управление тормозами пневматическое. Уборка и выпуск шасси также производится сжатым воздухом. На приборной доске установлены лампочки электрической сигнализации положения ног шасси. Хвостовое колесо с пневматиком размером 200х80, самоориентирующееся со стопорением в нейтральном положении на разбеге и пробеге. Амортизация костыля газовая.
Управление самолетом обычное. Проводка к рулям высоты и рулю поворота - тросовая; к элеронам - жесткая из дюралевых трубчатых тяг и качалок. Педали параллелограммного типа имеют регулировку по росту пилота. Управление триммером руля высоты механическое, осуществляется ручкой, установленной на левом борту кабины.
Воздушная система состоит из двух автономных подсистем - основной и аварийной, имеющих общую магистраль зарядки. Она обеспечивается запуск двигателя, управление тормозами колес, уборку и выпуск шасси. Питание сжатым воздухом каждой подсистемы осуществляется от своего баллона: основной - от шестилитрового, аварийной - от трехлитрового. Зарядное давление воздуха в обеих системах 50 кг/см². В полете баллоны подзаряжаются компрессором АК-50М, установленным на двигателе.
Девятицилиндровый однорядный двигатель воздушного охлаждения М-14П, установленный на Як-50, по удельным характеристикам относится к числу лучших в мире поршневых двигателей такого класса. Он имеет редуктор и центробежный нагнетатель. Его взлетная мощность 360 л.с.
Двигатель закрыт обтекаемым съемным капотом, состоящим из верхней и нижней крышек, соединенных между собой стяжными замками. Поверхность верхней крышки вписана в обводы фюзеляжа, а остальная часть капота выступает, образуя щель для выхода воздуха, охлаждающего двигатель. Входное отверстие капота закрыто управляемыми жалюзи, предназначенными для регулирования обдува двигателя. Двухлопастный воздушный винт изменяемого в полете шага работает совместно с регулятором оборотов по прямой схеме.
Топливная система обеспечивает питание двигателя на всех режимах его работы при любых эволюциях самолета. Бак емкостью 55 литров, расположен в фюзеляже перед кабиной летчика. Он имеет отсек отрицательных перегрузок для обеспечения работы двигателя в перевернутом полете. Запас топлива контролируется электрическими сигнализаторами уровня. Лампочки на приборной доске показывают количество бензина в баке: зеленая означает полную заправку, желтая - 25 литров и красная - аварийный остаток. Для перелетов в фюзеляже предусмотрена установка дополнительного бензобака. С ним Як-50 может пролететь без посадки 500 км.
Особенностью маслосистемы самолета является ее приспособленность для работы в перевернутом полете. Охлаждение масла осуществляется масловоздушным радиатором, расположенным в нижней части фюзеляжа сразу за капотом двигателя. Циркуляция масла в системе принудительная, производится насосом, установленным на двигателе.
Основным источником постоянного тока напряжением 28В на самолете Як-50 является генератор «ГСР-3000М» с приводом от двигателя, а резервным аккумуляторная батарея «Верли». Ультракоротковолновая приемо-передающая командная радиостанция «Зяблик» позволяет вести двустороннюю радиосвязь с наземными станциями и с самолетами, находящимися в воздухе.
Стоит отметить, что в комплект пилотажно-навигационного оборудования помимо магнитного компаса, высотомера, указателя скорости, акселерометра на Як-50 включен и авиагоризонт, который помогает точно определить положение самолета в пространстве при любых эволюциях. Зарубежные пилотажные машины, как правило, не имеют авиагоризонтов из-за ограниченных возможностей энергосистемы.
Конструкторы при компоновке машины стремились создать наилучшие условия для летчика. Кабина Як-50 удобная, просторная с мягкой декоративной зашивкой. Приборная доска окрашена в приятный светло-серый цвет. Проточная вентиляция обеспечивает нормальные санитарно-гигиенические условия. Рычаги управления силовой установкой размещены на пульте, установленном на левом борту кабины. Спинка кресла пилота отклонена назад на 16°. Кресло можно регулировать по высоте в зависимости от роста летчика.
Самолет Як-50 серийно строится коллективом машиностроительного завода «Прогресс» в г. Арсеньеве.
Основные данные:
Длина самолета - 7,676 м
Размах крыла - 9,5 м
Площадь крыла - 15 м²
Угол установки крыла - 2°
Поперечное V крыла (по линии хорд) - 2°
Площадь элеронов - 1,95 м²
Размах горизонтального оперения - 3,16 м
Площадь горизонтального оперения - 2,86 м²
Площадь вертикального оперения - 1,48 м²
Диаметр воздушного винта - 2,4 м
Колея шасси - 2 м
База шасси на стоянке - 5,13 м
Вес пустого самолета - 765 кг
Взлетный вес - 900 кг
Удельная нагрузка на мощность двигателя - 2,5 кг/л.с.
Удельная нагрузка на крыло - 60 кг/м²
Максимальная скорость горизонтального полета - 300 км/час
Максимальная скорость пилотирования - 420 км/час
Скорость сваливания - 70 км/час
Скороподъемность у земли - 16 м/с
Потолок - 5500 м
Взлетная дистанция - 200 м
Посадочная дистанция - 250 м
Диапазон допустимых перегрузок - +9g - 6g
(с) В. КОНДРАТЬЕВ, инженер
Источники:
1. В. Кондратьев - Самолет-чемпион Як-50, журнал “Крылья Родины” №1 за 1977 год