До середины 60-х годов в нашей стране все внутренние авиаперевозки осуществлялись только поршневыми или турбовинтовыми самолетами. В 1960 году Совет Министров СССР принял решение о создании нового самолета, который должен был заменить устаревшие модели Ил-12 и Ил-14.
Разработка реактивного пассажирского самолета Як-40 началась в 1964–1965 годах. Однако история его создания началась еще в 1962 году, когда главный конструктор ОКБ-115 предложил создать 20-местный самолет с тремя двигателями Р19-300 мощностью 1150 кгс.
Идея Яковлева о создании Як-40 с вертикальным взлетом и посадкой сегодня кажется не самой удачной, но в то время она была рассмотрена и даже воплощена в проекте. Предполагалось использовать шесть подъемных двигателей РД35-36 в двух блоках и три форсированных двигателя Р19-300.
Такой самолет мог бы перевозить до 10 пассажиров на расстояние до 600 км со скоростью 500–550 км/ч. В режиме короткого взлета количество пассажиров могло бы быть увеличено до 20, а длина взлетно-посадочной полосы (ВПП) должна была составлять чуть более 100 метров.
В сентябре 1963 года Главное управление ГВФ рассмотрело этот проект и дало положительный отзыв. Работа над вариантом Як-40 с вертикальным взлетом продолжалась, и в результате был разработан еще один проект.
В нем использовались два маршевых турбореактивных двигателя (ТРДД) по бокам хвостовой части фюзеляжа и восемь подъемных двигателей РД-36-35, расположенных группами по четыре впереди и позади 15-местной пассажирской кабины. Однако позже от этой идеи отказались.
Як-40 стал первым в мире реактивным самолетом для местных авиалиний и символом инноваций в авиационной отрасли. Прототип был собран в 1965 году, а уже в следующем году начались испытания.
21 октября 1966 года летчики-испытатели Л. Колосов и Ю. В. Петров совершили первый полет Як-40 с тремя подъемными двигателями, установленными в гондолах на крыле и спереди и сзади фюзеляжа. После успешных испытаний самолет запустили в серийное производство на авиационном заводе в Саратове.
Инженерам ОКБ Яковлева удалось соединить маленький разбег самолета до взлета и послепосадочный пробег с высокой скоростью в полете. Як-40 — это моноплан с трапециевидным крылом из цельного металла. Его крыло прямое, площадью 70 квадратных метров, без центроплана, а его консоли сливаются с осью фюзеляжа. Длина крыла составляет 8,93 метра, а стреловидность по линии 25% хорд равна нулю.
Крыло оборудовано однощелевыми закрылками и двухсекционными элеронами с аэродинамической компенсацией и весовой балансировкой. Все секции закрылков взаимосвязаны. При взлете они отклоняются на 20°, а при посадке — на 35°. Элероны отклоняются на 19° вверх и на 15° вниз. Внутренние секции элеронов имеют триммеры. В крыле расположены два топливных бака вместимостью до 1500 кг каждый.
Хвостовое оперение выполнено в форме буквы Т с высоким расположением над фюзеляжем. В задней части фюзеляжа находятся небольшой отсек для багажа и откидной трап для пассажиров. Салон вмещает от 24 до 32 пассажиров, в зависимости от загрузки самолета. Пилотская кабина и отсек для электрооборудования расположены в передней части герметичного фюзеляжа типа полумонокок.
Шасси Як-40 — трехколесное. Главные стойки убираются в крыло в центре самолета, а переднее колесо с управлением уходит в фюзеляж против потока воздуха. Для посадки пассажиров используется откидной трап, что сокращает время посадки и не требует использования подвижной техники на аэродроме.
В хвостовой части установлены три двухконтурных двухвальных турбореактивных двигателя АИ-25 с взлетной тягой 1500 кг. Один из них расположен внутри хвостовой части с S-образным воздушным каналом, а два других — в гондолах на горизонтальных пилонах по бокам фюзеляжа.
Такое расположение двигателей освобождает крыло для механизации, уменьшает шум в салоне и упрощает обслуживание. Технические характеристики поздних версий самолета предусматривают экипаж из трех человек и одного бортпроводника.
Самолет Як-40 поражает своей пассажировместимостью: от 24 до 40 человек, в зависимости от компоновки. Его длина — 21,19 метра, высота — 6,5 метра, размах крыла — 25 метров, площадь крыла — 70 квадратных метров. Масса пустого самолета составляет 9 850 килограммов. Взлетная масса варьируется от 13 700 кг до 17 200 кг в зависимости от количества пассажиров. Максимальная коммерческая нагрузка достигает 2 720 килограммов, а масса топлива — 3 910 килограммов.
Як-40 оснащен тремя турбореактивными двигателями АИ-25, каждый из которых развивает тягу 1 120 килограммов в номинальном режиме и 1 500 килограммов при взлете. Максимальная скорость самолета составляет 580 километров в час, а крейсерская — 550 км/ч. Дальность полета с максимальной коммерческой нагрузкой — 820 километров, а с полной заправкой — 1 280 км. Перегоночная дальность достигает 2 500 км.
Практический потолок Як-40 варьируется от 6 000 метров с пассажирами до 8 000 метров в перегонном режиме. Скороподъемность у земли — 7 метров в секунду. Длина взлетно-посадочной полосы — 1 400 метров, разбега — 820 метров, пробега — от 550 до 750 метров в зависимости от использования реверса. Летные испытания подтвердили надежность Як-40: самолет способен продолжить взлет и горизонтальный полет даже при отказе одного из трех двигателей.
Первый регулярный рейс Як-40 состоялся 30 сентября 1968 года по маршруту Москва — Кострома. В последующие годы самолеты этого типа стали широко использоваться на местных воздушных линиях в СССР. Первые полеты в Восточной Сибири начались в 1970 году, а в 1971 году Як-40 уже летал в Таджикистане, включая полеты в горных районах.
К 1972 году авиакомпания Аэрофлот увеличила парк Як-40 до 232 самолетов, а к 1975 году — до 542. Объемы перевозок значительно выросли: с 1 256 полетов в 1968 году до почти 620 тысяч в 1975-м, а количество перевезенных пассажиров достигло 17 миллионов.
На начало 1976 года Як-40 перевезли более 43,5 миллиона пассажиров и 443 тысячи тонн грузов. Самолеты выполнили более 2 миллионов полетов общей продолжительностью около 2 миллионов часов, преодолев расстояние в 882 миллиона километров. Они обслуживали 59 базовых аэропортов и 515 маршрутов, связывая 196 городов.
В 1980 году Як-40 связал 276 городов СССР, выполняя рейсы по 669 маршрутам. География полетов расширялась. Для полетов в Европу требовалось дополнительное оборудование, включая системы спутниковой навигации и предупреждения столкновений.
ФГУП СибНИА им. С. А. Чаплыгина продолжало реализовать программу модернизации Як-40. Планировалось создание цельнокомпозитного самолета, который станет легким аналогом Як-40. В 2016 году СибНИА запустил самолет-лабораторию в двухдвигательной конфигурации. Он соответствует международным требованиям по уровню шума.
Для модернизации планировалось заменить двигатели АИ-25 на TFE731 от Honeywell. СибНИА разработал новые пилоны для установки этих двигателей. В 2013 году лаборатория поднялась в воздух с двумя TFE731-3 и одним центральным двигателем АИ-25. Первый полет с одним TFE731-3 и двумя АИ-25 состоялся в 2012 году.
На рубеже 2016-2017 годов СибНИА улучшил аэродинамику самолета, разработал углепластиковые крыло и оперение, выбрал новый двигатель и авионику. Параллельно с подготовкой к серийному производству двухдвигательного цельнокомпозитного самолета будут проведены испытания на опытном образце. Но из-за санкций всё пошло не так и как всегда не было подходящего отечественного двигателя.