После окончания Великой Отечественной войны в СССР начали проектирование специальных вертолетных двигателей. Первым дошедшим до стадии крупносерийного производства стал АИ-26В конструкции А. Г. Ивченко.
Когда советские войска освободили Запорожье, завод №29, так же как другие, вывезенные в Сибирь и на Урал, решили не возвращать на прежнее место, а создать там новое предприятие – завод №478. На нем начали вести ремонт моторов М-88Б, а затем освоили сборку двигателей АШ-82ФН. 5 мая 1945 г. при заводе образовали конструкторское бюро ОКБ-478, которое возглавил А. Г. Ивченко (1903–1968). С 1 июля следующего года оно приобрело самостоятельный статус.
Когда закончилась война, многим заводам, выпускавшим оборонную продукцию, спустили планы по выпуску вполне мирных изделий. В Запорожье параллельно с авиамоторами стали делать двигатели для мотоциклов М-72. Однако в то время все большую актуальность приобретали вертолеты, для которых требовались специфические силовые установки. Опыта их создания в Советском Союзе практически не имелось. Согласно утвержденному правительством плану опытных работ на 1945 г. на заводе №478 приступили к разработке двигателей для вертолетов. Это были первые специальные вертолетные моторы в нашей стране.
Первым взялись за семицилиндровый М-26. Часто говорят, что прототипом для него являлся АШ-21, спроектированный под руководством В. С. Нитченко в Омске. Но для своего мотора Ивченко сначала выбрал диаметр цилиндра и ход поршня, как у двигателя М-88Б, на который в Запорожье имелась оснастка. В результате, рабочий объем стал меньше, чем у АШ-21 – 19,3 л. Мощность также рассчитывали получить меньше: максимальную 500 л. с., номинальную – 400 л. с. Степень сжатия приняли равной 6,1. Это давало возможность использовать не самый лучший бензин. С этой же целью вместо непосредственного впрыска топлива применили карбюратор. Наиболее нагруженные части картера выполнялись из алюминиевых сплавов, второстепенные – из магниевых.
Первые образцы М-26 не имели таких специфических узлов вертолетных двигателей, как принудительное охлаждение, специальный редуктор и муфта сцепления. Фактически первоначально его скомпоновали как мотор для самолета, причем в достаточно простой комплектации, применив односкоростной нагнетатель и планетарный редуктор. На первом этапе хотели просто отработать цилиндро-поршневую группу и механизмы газораспределения. Стендовые испытания опытного образца М-26 в таком исполнении начали 26 июля 1945 г. Интересно, что другой его образец еще раньше, 15 июля, в первый раз поднялся в воздух на переоборудованном трофейном немецком самолете Юнкерс Ju 52/3m. Его установили вместо центрального двигателя «юнкерса» (тот был трехмоторным).
В апреле 1946 г. два экземпляра М-26 в таком виде предъявили на государственные испытания. Вес на 20 кг превышал заданный (395 кг вместо 375 кг), мотор страдал течами масла. Однако в июне он на заводском стенде успешно отработал 100 часов. В октябре мотор выставили на государственные испытания. На 147-м часу разрушился винт и мотор от сильной тряски вышел из строя. В ноябре попытку повторили. К 12 декабря М-26 успешно прошел этот рубеж, продемонстрировав ресурс 200 часов, по тем временам оправдывавший запуск в серийное производство. Задание на девятицилиндровый мотор М-29 выдали чуть позже, чем на М-26, в том же 1945 г. Интересно, что для него выбрали другие, нежели у М-26, диаметр цилиндра и ход поршня – как у АШ-82ФН. При этом, очевидно, рассчитывали за счет унификации упростить и удешевить производство. Двигатель имел односкоростной ПЦН.
Проект М-29 завершили в 1946 г. Годом позже изготовили три опытных экземпляра и приступили к заводским стендовым испытаниям. Как и в случае с М-26, первоначально подготовили самолетный вариант с редуктором от мотора М-88Б. В августе 1947 г. на нем удалось дойти до максимальной мощности 615 л. с., но задание требовало существенно больше – 750 л. с. В 1948 г. двигатель успешно наработал 100 часов. Вертолетный вариант М-29ГР (от «геликоптер») со специальным редуктором в 1947 г. изготовили в трех экземплярах и поставили на испытания. Но в 1948 г. министерство распорядилось работу по этому двигателю прекратить.
Пятицилиндровый мотор М-27 максимальной мощностью 350 л. с. разрабатывался практически параллельно с М-29 в соответствии с планом 1945 г. Его унифицировали с «большим братом» и по конструкции, и по размерности цилиндров, и по степени сжатия. Этот мотор тоже имел односкоростно нагнетатель и понижающий редуктор. Рабочие чертежи подготовили в мае 1946 г. В августе того же года собрали первый опытный образец, поставленный на станок даже чуть раньше планового срока (министерство требовало начать заводские испытания в сентябре). Комплектация агрегатами была временная: поставили то, что нашлось на заводе, поскольку заказанные на стороне изделия вовремя не прибыли. Выявили некоторые дефекты цилиндро-поршневой группы, которые постепенно стали устранять. К 1 января 1947 г. М-27 прошел 50-часовые заводские испытания. В 1948 г. два мотора этого типа опробовали в воздухе на переделанном под них трофейном немецком самолете Зибель Si 204D. А вот с М-26 ушли дальше. Трудов при этом положили много, поскольку никакого опыта создания подобных двигателей в СССР не было.
Проектирование вертолетного М-26ГР («ГР» от «геликоптер») закончили в марте 1946 г. Собственно, их существовало два. Дело в том, что первоначально двигатель предназначался для вертолетов конструкции И. П. Братухина, отличавшихся применением поперечной схемы. При этом от фюзеляжа в разные стороны отходили две фермы, на концах которых размещались мотоустановки. Каждая из последних приводила во вращение свой несущий винт.
Применявшийся на предыдущих типах братухинских вертолетов нижний редуктор решили заменить встроенным редуктором двигателя. Он имел довольно сложную конструкцию, поскольку раздавал крутящий момент на несущий винт (вверх), на вентилятор принудительного охлаждения (вперед) и на вал синхронизации вращения с другим мотором (вбок). Вот это «вбок» и вызвало появление двух вариантов – левого М-26ГРЛ и правого М-26ГРП (или М-26ГРПр), отличавшихся «зеркальным» выполнением редуктора. У левого и правого исполнения не совпадали пять деталей. Редуктор имел собственную систему смазки, работавшую от отдельного насоса. На моторе имелась также комбинированная муфта. Это был фрикционный механизм, схожий со сцеплением автомобиля.
Двигатель запускался при отсоединенном винте и прогревался на оборотах холостого хода. Затем летчик давал газ и через муфту постепенно за счет трения момент подавался на винт. Когда он полностью раскручивался, закрывались кулачки жесткой связи. Муфта также обеспечивала свободный ход при снижении мотором оборотов или в случае его остановки. Передаточное число при передаче на винт равнялось 0,27. Это значит, что обороты уменьшались почти вчетверо. На номинальном режиме М-26ГР должен был выдавать 420 л. с. на номинальной высоте 3000 м; несущий винт при этом вращался на 540 об/мин. Еще одним важным отличием М-26ГР стало уменьшение степени сжатия до 6,1. Это должно было уменьшить теплонапряженность и снизить требования к качеству топлива.
В мае 1946 г. собрали первые два опытных образца, всего их заложили шесть. В июне один из них отработал на станке 30 часов. До 26 октября шли заводские испытания. К этому времени один из них продемонстрировал на заводских испытаниях ресурс в 200 часов. Взлетная мощность равнялась 500 л. с., номинальная у земли – 370 л. с. Эти значения включали потери на привод вентилятора, стало быть, на несущий винт приходилось меньше. Выявили низкое качество подшипников использованных в редукторе. Решили заменить их проверенными изделиями, применявшимися на АШ-82ФН. Пришлось переделывать чертежи, изготовлять новые детали. Доработанный образец двигателя собрали в декабре 1946 г. Всего к этому времени изготовили десять моторов.
Опять сначала пошли заводские испытания, а после доводки – государственные. Они начались 11 июля 1947 г. На них выставили оба варианта, М-26ГРП и М-26ГРЛ, получившие в августе оценку «удовлетворительно». Мотор продемонстрировал заданную максимальную мощность 500 л. с. при весе 435 кг. Если учесть тяжесть специального редуктора с вентилятором, это был очень неплохой показатель.
В октябре 1947 г. начались заводские испытания оснащенного парой М-26ГР вертолета Г-4. От Г-3 он отличался только мотоустановкой. Машину пилотировал летчик М. К. Байкалов. В ноябре к полетам присоединился второй опытный экземпляр аппарата. Хотя первая машина потерпела аварию при попытке посадки на авторотации 28 января 1948 г., на втором вертолете вся мотоустановка и трансмиссия прошли 100-часовые испытания. Г-4 являлся прототипом артиллерийского корректировщика АК-4. Заложили серию из десяти экземпляров, но достроили из них только четыре.
В том же 1947 г. начали работу по модификации М-26ГРФ. Первым шагом стал «полуфорсированный» М-26ГР(ф), промежуточный тип с увеличенным наддувом. Номинальная мощность у земли теперь равнялась 420 л. с., а максимальная поднялась до 550 л. с. За исключением передачи к нагнетателю, конструкция мотора принципиально не изменилась. Опять сделали два варианта, правый и левый. Два таких двигателя смонтировали на вертолете Б-5, построенном в 1947 г. Он имел такую же схему, что и Г-4, но отличался большими размерами и назначением. Это была машина для перевозки шести пассажиров. Б-5 имел крыло, на концах которого и размещались мотогондолы. Около года вертолет доводили на земле, после чего совершили несколько кратковременных полетов, поднимаясь на небольшую высоту. По-видимому, эту машину просто сочли потерявшей актуальность.
Такие же двигатели монтировались сначала на крылатом вертолете связи Б-11. Он был построен в двух экземплярах по той же поперечной схеме. Первый из них поднялся в воздух в июне, второй – в сентябре 1948 г. В ходе испытаний выявили нежелательные резонансные вибрации моторов и несущих винтов. 13 декабря из-за разрушения вилки крепления одной из лопастей произошла катастрофа второго Б-11; погибли летчик К. И. Пономарев и радист И. Г. Нилус.
«Полноценный» М-26ГРФ отличался еще развитым оребрением цилиндров и головок и доработанным редуктором. За счет увеличения оборотов до 2200 об/ мин максимальную мощность довели до 575 л. с. (ее можно было держать пять минут) Номинальную высоту ограничили 2000 м. На ней достигали 460 л. с. при 2050 об/мин. Впервые такие двигатели опробовали на трехместном вертолете Б-10, испытывавшемся в конце 1947 г. Потом их поставили и на первом образце Б-11, который даже рискнули продемонстрировать на воздушном параде. Параллельно мотор Ивченко доводился на земле.
В июле 1948 г. М-26ГРФ выставили на государственные испытания; они закончились 30 сентября с оценкой «удовлетворительно». Но курс изменился. Поперечную схему признали мало перспективной. Конструкции Братухина в серийное производство запускать не стали. В связи с этим к середине 1948 г. отменили решение о налаживании в Запорожье выпуска М-26ГРФ под названием АИ-26ГР. Ограничились сборкой за год 13 экземпляров мотора.
Упор решили сделать на создание небольших двух-трехместных вертолетов одновинтовой схемы с рулевым винтом. Именно так выглядели серийные американские вертолеты, уже принятые на вооружение. Работы по таким машинам у нас только начинались. Их вели в конструкторском бюро А. С. Яковлева и новом бюро М. Л. Миля. В первом проектировали Як-100, во втором – ГМ-1. Оба они отличались тем, что предусматривался отдельный главный редуктор, от которого момент передавался на несущий винт и рулевой винт, размещенный на килевой балке. В этом случае третий вывод от редуктора мотора (ранее предназначенный для вала синхронизации) становился ненужным. Механизм редуктора менять не стали, просто заглушили это гнездо крышкой. Потеряли актуальность и два зеркальных варианта редуктора. Из них оставили один – левый; теперь собирали только двигатели типа М-26ГРФЛ.
На ГМ-1 двигатель монтировался за кабиной экипажа носком вала назад. Крыльчатка вентилятора вращалась со скоростью коленчатого вала мотора. Главный вал, как и ранее, стоял перпендикулярно оси двигателя. Коэффициент понижения оборотов редуктором доработанного М-26ГРФЛ сильно отличался от вариантов для вертолетов Братухина. Теперь основная ступень понижения приходилась на главный редуктор, у собственного редуктора двигателя коэффициент равнялся всего 0,77.
Три опытных образца ГМ-1 построили в Киеве. Первый из них поднял в воздух летчик М. К. Байкалов 20 сентября 1948 г. В ходе испытаний выявили трещины в корпусе редуктора. Причиной их сочли отсутствие демпферов крутильных колебаний. Временным решением стало применение резиновых колец. В сентябре 1949 г. вертолет приступил к государственным испытаниям в НИИ ВВС. После них последовала доводка и опять испытания.
Летом 1951 г. аппарат показали И. В. Сталину. Командир первой вертолетной эскадрильи ВВС полковник И. В. Маслов приземлился на небольшой площадке возле дачи под Сочи, где это не удавалось ни одному самолету. Вертолет Миля произвел на вождя благоприятное впечатление. Возможно, это и стало причиной предпочтения ГМ-1 конкурирующему Як-100. Последний внешне сильно напоминал американский R-5, только шасси выполнили с носовой, а не хвостовой опорой. Мотор М-26ГРФЛ размещался в фюзеляже носком вперед. По мнению испытателей, это обеспечивало более удобный доступ к агрегатам, находившимся сзади.
Як-100 появился немного позже, чем ГМ-1; его первый образец начал летать в ноябре 1948 г. Во второй половине 1950 г. вертолет успешно прошел государственные испытания в НИИ ВВС.
Но выбрали ГМ-1. С 1952 г. его серийное производство начали разворачивать в Казани под обозначением Ми-1. Двигатели, которые собирались на них монтировать, успели существенно усовершенствовать. Ресурс М-26ГРФЛ был недопустимо мал для серийного вертолета – всего 100 часов.
6 апреля 1950 г. постановление Совета министров СССР потребовало довести его до 300 часов. Работы в этом направлении в Запорожье уже вели. В июле 1950 г. там завершили проект модификации АИ-26ГРФ-300, рассчитанной на 300 часов работы. В ней ввели много мелких улучшений. А самое главное – перешли к другой размерности цилиндров; диаметр и ход взяли, как у АШ-21и АШ-82ФН. Рабочий объем увеличился до 20,6 л. Степень сжатия подняли до 6,4. Скорее всего, это означало желание обеспечить унификацию с АШ-21. Показатели по мощности остались на прежнем уровне, а вот вес поднялся до 445 кг.
В начале ноября собрали первый опытный образец такого двигателя и поставили его на балансирный станок. В декабре завершили 100-часовые заводские испытания и сделали второй экземпляр АИ-26ГРФ-300. Впервые ресурса в 300 часов достигли на заводском стенде в августе 1951 г. В ноябре того же года два мотора передали на государственные испытания, но до «финиша» ни один не дошел – оба сломались. В конструкцию внесли изменения и предъявили АИ-26ГРФ-300 в марте 1952 г. повторно. Но опять последовала неудача – на 85-м часу разрушилась задняя щека коленчатого вала. В июне 1952 г. сделали третью попытку, на этот раз мотор испытания выдержал. В заключении отчета НИИ ВВС записали: «Пригоден для принятия на вооружение».
Долгая доводка 300-часового варианта привела к тому, что за 1951 г. в Запорожье выпустили всего 50 моторов, на следующий год – 80. Однако в Казани в 1952-53 годах изготовили только 30 вертолетов, для них этого количества вполне хватило. Поэтому в 1953 г. выпуск АИ26ГРФ временно прекратили. Восстановили его в конце 1954 г. Теперь двигатель именовался АИ-26В. На нем внесли все усовершенствования 300-часового варианта и ввели собственный демпфер крутильных колебаний. Запуск осуществлялся сжатым воздухом.
В 1954 г. собрали всего 20 моторов, зато в 1955 г. – уже 228. Это было обусловлено развертыванием с 1954 г. крупносерийного производства Ми-1 в Оренбурге. До 1958 г. там выпустили 597 вертолетов. Строили много разных модификаций, включая учебный Ми-1У с двойным управлением и Ми-1НХ, который мог нести оборудование для сельскохозяйственных работ. Связные и санитарные варианты использовались в ВВС, а с февраля 1954 г. началось внедрение этого вертолета в гражданской авиации.
Применение АИ-26В обеспечило Ми-1 большую тяговооруженность, чем зарубежным машинам подобного класса, выпущенным примерно в то же время. Вдобавок мотор Ивченко отличался хорошей приемистостью, то есть легко переходил с малых оборотов на большие. На путь от малого газа до взлетного режима тратили всего две-три секунды. Это придавало Ми-1 еще большую динамичность.
С 1958 г. на этом вертолете установили 27 мировых рекордов. С начала 60-х годов на Ми-1 всех модификаций ставили моторы АИ-26ВФ с максимальной мощностью, доведенной до 600 л. с. Последние его серии имели межремонтный ресурс 700 часов.
В 1954 г. заключили межправительственное соглашение о производстве Ми-1 в Польше. Реально к выпуску Ми-1 под обозначением SM-1 там приступили с конца 1957 г. Исходно двигатели для них поставлялись из СССР, но в 1963 г. предприятие в Жешуве наладило изготовление АИ-26В как LiT-3, позднее там стали делать PZL-3S, соответствовавший АИ-26ВФ. Выпуск завершили в 1967 г.
Ми-1 поставлялись на экспорт в 16 стран, в том числе вертолеты польского производства отправлялись в Советский Союз. В нашей стране последнюю машину этого типа списали в 1983 г.