Всем привет! Пристегните свои привязные ремни, мы начинаем.
Все привыкли, что на авиационно-химических работах обычно задействованы Ан-2 или другие легкие поршневые самолеты, а сейчас и вовсе - беспилотные летательные аппараты. Но в конце 70-х на полях можно было заметить необычного реактивного зверя - Бельфегора.
От «штанов» к самолету!
Подавляющее большинство сельхозсамолетов, в том числе и Ан-2, применяли туннельные распылители, которые выбрасывали химикаты в набегающий поток, сформированный конструкцией, подвешенной под фюзеляжем и напоминающей по форме штаны-шорты. На Ан-2 этот агрегат так и назывался - «штаны». В зависимости от высоты и скорости полета, конструкции «штанов» и потребного количества химикатов, вносимых на один гектар поля, ширина накрываемой веществом полосы была различной и варьировалась между 10 и 25 метрами. Этот параметр называется «ширина захвата». Чтобы повысить производительность самолета, нужно было значительно увеличить ширину захвата. Весь вопрос состоял в том, как это сделать?
Нужно отметить, что в основном АХР выполнялись тогда сухими веществами. Большинство видов удобрений, составы для известкования почвы, даже некоторые виды ядохимикатов изготавливались в порошкообразном или кристаллическом виде. Поэтому работе с сухими веществами конструкторы уделили особое внимание. Ширина захвата сильно зависела от состояния рассеваемого вещества. В те времена советской химической промышленности была поставлена задача производить химикаты в таком виде, который бы обеспечивал их надежное хранение и доставку к месту назначения. Решением проблемы оказались химикаты в гранулированном виде и доставка их к месту применения в герметичной упаковке.
Было принято решение ориентироваться именно на гранулированные химикаты, так как в этом случае проблема радикального увеличения ширины захвата, а следовательно, производительности, могла быть решена с помощью пневмоагрегата: твердые частицы можно «выстреливать» в стороны от линии полета через сопла, расположенные в воздушном канале вдоль размаха крыла. Правда, необходим источник сжатого воздуха. Чем больше скорость выстреливания, тем дальше летит частица!
Таким образом, постепенно утвердилась концепция ВС - специализированный сельскохозяйственный самолёт массой 5-6 тонн, ориентированный на выполнение только авиахимработ, а потому более производительный и более экономичный, чем многоцелевой Ан-2. Несмотря на полную оригинальность концепции будущего самолета, который предлагалось строить фактически вокруг системы пневмоагрегата гранулированных химикатов, главный вопрос проекта заключался вовсе не в этом. Увы, он был абсолютно традиционным. Это извечно больной вопрос советской авиации - где взять подходящий двигатель?
Нет двигателя - нет самолёта!
Какие были варианты? Почти никаких: раз, два да обчелся:
- Поршневой АШ-62ИР мощностью 1000 л.с., которым оснащались Ан-2. Однако его мощности было явно недостаточно для самолета грузоподъемностью 2000 кг или более.
- Турбовинтовой ТВД-10А Омского моторостроительного КБ мощностью тоже около 1000 л.с, то есть явно недостаточной. К тому же, двигатель еще не производился серийно.
- Турбовинтовой ГТД-850 Ленинградского КБ им. В. Я. Климова мощностью 810 л.с. Для Бельфегора одного двигателя мало, а двух - уже много, самолет получился бы очень тяжелым. Кстати, в 1969 году двумя такими двигателями оснастили Ан-14 (модификацию назвали Ан-14М) и передали для серийного производства в Арсеньев.
- Турбовинтовой АИ-24 мощностью 2400 л.с. Много мощности, но большой сухой вес - 600 кг, и это без винта.
- Турбореактивный двухконтурный АИ-25 с вполне подходящей взлетной тягой 1500 кгс и неплохими весовыми характеристиками.
Выбор был очевиден. К тому же, правительство требовало отказаться от бензина. Тут всё сложилось в его ползу:
- подходящая размерность и масса - около 300 кг;
- строился серийно и имел хороший ресурс - около 6000 часов;
- позволял отбирать достаточное количество сжатого воздуха от обоих контуров для работы пневмоагрегата, привода гидронасоса и вентиляции кабины пилотов.
Реактивный биплан-сельхозник
Общая логика компоновки нового самолета была примерно следующей:
- Двигатель нужно разместить подальше от поверхности земли, чтобы исключить попадание в него посторонних предметов и частиц грунта, а также максимально уменьшить эрозию грунта горячей выхлопной струей.
- Поместив двигатель над кабиной пилота, можно избавиться от длинного входного канала и выхлопной трубы, снизив вес конструкции и потери тяги.
- Для исключения попадания выхлопной струи на элементы хвостовой части конструкции целесообразно применить двухбалочную схему и П-образное хвостовое оперение. Такая схема ранее уже применялась на некоторых реактивных самолетах.
- Разнесенные баки снижают возможность попадания химикатов в кабину пилота. Кроме того, в какой-то мере это увеличивает ширину захвата и дает преимущество во времени заправки химикатами, поскольку заправку можно вести параллельно.
- Канал воздушной транспортировки сухих гранулированных химикатов нужно спрятать внутрь нижнего крыла, а обшивку этого крыла сделать из стеклопластика для повышения коррозионной стойкости. К сожалению, это решение вынудило отказаться от механизации нижнего крыла. В сочетании с отказом от закрылка на отъемной части верхнего крыла (ОЧК) в пользу зависающего элерона это негативно сказалось на взлетно-посадочных характеристиках самолета, тем более, что АИ-25 не имел реверса тяги. Но в тот момент все было подчинено идее получения высокой производительности при АХР и остальное казалось менее важным.
Сборку решено было организовать на мощностях авистроительного завода г. Мелец в Польше. ОКБ приступило к работе над эскизным проектом и начало строить модель для испытаний в аэродинамической трубе ЦАГИ. Аэродинамический расчет показал: чтобы возить 2 тонны полезной нагрузки с грунтовой площадки длиной 550 м (как Ан-2) при выбранном двигателе, нужно иметь минимальный коэффициент лобового сопротивления Сх min не более 0,028. Однако продувка модели дала гораздо большую величину. Тогда начали доводку аэродинамику модели. Несмотря на все старания, коэффициент лобового сопротивления модели оставался по-прежнему недопустимо большим.
Первые полёты
Хотя руководство Минавиапрома очень хотело видеть летающий М-15 еще в 1972 г., это желание оказалось не подкрепленным реальными возможностями. Первый летный экземпляр М-15 поднялся в воздух 30 мая 1973 г. Внешне этот самолет был похож, но в некоторых очень важных деталях сильно отличался от будущего серийного самолета - на нем стояли макеты химбаков, да еще и другой формы.
Макеты баков не имели ни заправочной, ни расходной горловин, а консоли крыльев были взяты от самолета Ан-14М вообще без каких-либо переделок.
Главной задачей испытаний стало определение летно-технических характеристик, в том числе поляры (соотношение подъемной силы к лобовому сопротивлению). От этого зависела достоверность расчетов экономической эффективности будущего самолета. К сожалению, полученная натурная поляра оказалась очень далека от ожидаемой. Минимальный коэффициент лобового сопротивления получился 0,045 вместо предполагаемого 0,028, то есть на 60% больше! А на серийном самолете он должен был еще возрасти. Начались бесконечные доработки. Очень долго бились над аэродинамикой химбаков.
Когда наконец-то была получена натурная поляра серийного образца, всем стало ясно - ни о каком снижении себестоимости обработки одного гектара самолетом М-15 по сравнению с Ан-2 не может идти речи.
Летно-технические характеристики
Вес пустого самолета оказался на 750 кг больше, чем закладывалось в расчеты - 3150 кг вместо 2400 кг. Пришлось поднять максимальный взлетный вес до 5650 кг, вес при рулении до 5750 кг. Вес химикатов при первом вылете на поле был уменьшен до 1800 кг вместо 2200 кг.
В августе 1975 года три самолета были переданы на Государственные испытания в ГосНИИ ГА - один для определения летно-технических характеристик и два - для испытаний сельхозаппаратуры в вариантах для сыпучих и жидких химикатов. Испытания продлились до августа 1976 года, а выводы и заключение Акта дебатировались вплоть до конца года. В выводах «Акта по результатам Государственных испытаний самолета М-15» было записано:
- Размеры потребного для эксплуатации аэродрома не соответствуют заданным (750 м в расчетных условиях вместо 550м).
- Дальность полета для перегона самолета не соответствует заданной (400 км вместо 800 км).
- Агротехнические характеристики не соответствуют заданным.
- Ожидаемый экономический эффект не достигнут.
Эксплуатация
Несмотря на все проблемы и явную нецелесообразность, самолёт в 1976 году начал поступать в подразделения ГА на эксплуатационные испытания. Работа проводилась под контролем ВНИИ ПАНХ. С целью переучивания летного состава Аэрофлота в Мельце один М-15 (серийный No. 01-04) переделали в двухместный вариант, организовав на нем вместо кабины сопровождающих кабину инструктора. Самолет перегнали во Львов на базу, где проходила передача Аэрофлоту построенных в Польше самолетов. Всего было построено 172 борта.
Как показали испытания, советский агропром был абсолютно не готов принять М-15 и нормально его эксплуатировать. Поставленные несколько лет назад задачи по индустриализации сельского хозяйства не были выполнены. Химикаты по-прежнему хранились под открытым небом, представляя собой порошки и слипшиеся в комки кристаллические вещества. Гранулированные химикаты не выпускались. Не было и соответствующих загрузчиков. Польша предлагала поставлять в СССР вместе с самолетом и загрузчики, сделанные на базе небольших колесных экскаваторов, но получила отказ.
Тем не менее, самолёт эксплуатировался 1976 по 1983 год:
- в Майкопе - 317-й авиаотряд (АО). Там около 60 самолетов летали до 1983 г. Общий налет составил около 50 тысяч часов. Многие самолеты вылетали ресурс до первого ремонта, установленный в 1500 летных часов. Лидерный борт имел годовой налет 378 ч, а средний налет равнялся 260 ч. Средний дневной налет составил 2,9 часа при 5 часах у того же Ан-2 (по данным за 1978-79 гг.);
- В Полтаве находилось 7 самолетов, летали только год. Общий налет был около 150 ч. В 1977 года произошла катастрофа - летчик, взлетая с убранными закрылками, выкатился за пределы ВПП и врезался в деревья. Пилот погиб, самолет полностью разрушился. После этого в Полтаве никто на М-15 не летал;
- В Воронеже было 5 самолетов. Средний дневной налет составил 3,6 часа при 5,7 часов у Ан-2 (поданным за 1978-79 гг.);
- В Пятигорске количество самолетов не указано, но известно, что средний дневной налет - 3,5 часа при 5,2 часа у Ан-2 (поданным за 1978-79 гг.).
Выводы
В чем же причина столь неутешительного положения? В перечне отказов и неисправностей самолета М-15 часто встречается запись: «забивание воздушных каналов и зависание минеральных удобрений в системе опыливания, при сложности и трудоемкости ее очистки без демонтажа аппаратуры». Но ведь систему забивали порошки и кристаллические вещества, работа с которыми не была предусмотрена конструкцией пневмотранспорта с самого начала! Правда, довольно часто встречаются и конструктивно-производственные дефекты, такие как негерметичность аппаратуры опрыскивания, расслоение стеклопластиковой обшивки нижнего крыла, плохое качество лакокрасочных покрытий и резинотехнических изделий, низкая надежность и малые ресурсы оборудования. Руководство инженерно-авиационной службы Аэрофлота жаловалось на низкое качество и некомплектность инструмента, необходимость перестройки и расширения ангаров, а также постройки новых аккумуляторных. Однако все это типичные проблемы, возникающие при внедрении любой новой техники, от них никуда не денешься.
В то же время, техники, в основном, с удовлетворением приняли новый самолет. Реактивный двигатель был гораздо проще в обслуживании, чем поршневой, особенно в холодное время года. Однако трудности с обеспечением запчастями и производственные дефекты портили общее впечатление.
В оценках летного состава так же звучали положительные нотки - хороший обзор и комфорт в кабине, простота управления, облегчение взлета и посадки в связи с наличием носового колеса. Правда, по сравнению с Ан-2 самолет требовал лучшего состояния ВПП - более твердого грунта, меньшей толщины снежного покрова. Пилоты отмечали и попадание на фонарь снега и грязи от переднего колеса при взлете с размокшей полосы.
Рядовой летный состав роптал и по другому поводу. Часовая производительность М-15 все-таки была больше, чем Ан-2. А летчики в СССР получали добавку к окладу именно за часы налета. Так вот: на М-15 они выполняли ту же самую работу, что и на Ан-2, только за меньшее количество часов, плюс простои по неисправностям! В результате их зарплата снизилась.
В конечном счете, в мае 1979 года Советский Союз внезапно проинформировал Польшу, что количество заказанных самолетов сокращается до 250 вместо 2500-3000, о которых шла речь ранее.
Кроме того, в 1980 года в Польше значительно ухудшилось экономическое положение и начались забастовки под руководством профсоюза «Солидарность». На этом фоне проект М-15 подвергался сильным нападкам, что не способствовало четкой работе завода по обеспечению запчастями и гарантийному обслуживанию переданных Аэрофлоту самолетов.
В качестве условия закупки 250 самолетов советская сторона выдвинула категорическое требование довести самолет до соответствия первоначальным техническим требованиям. Создалась тупиковая ситуация: требовались значительные материальные затраты, что при столь малом количестве заказанных самолетов привело бы к колоссальному увеличению их цены. Это было абсолютно бессмысленно с экономической точки зрения, и в 1980 году было принято решение производство М-15 прекратить, использовав задел уже произведенных деталей. Так Бельфегор и канул в лету.
Спасибо, что дочитали до конца. Как вам история про сельскохозяйственный реактивный биплан?
———————————————————————
До новых встреч и хорошего полёта!