Автор: Манахов Данила Дмитриевич
Возраст: 14 лет
Место учебы: МБУ ДО ЦТТ г. Таганрога
Город, регион: Ростовская область, г. Таганрог
Руководитель: Колесников Александр Петрович, педагог дополнительного образования
Первый в мире пассажирский реактивный самолет 3 класса ЯК-40
План
1. Введение
2. История создания
2.1. Главный конструктор
2.2. Конструкторское бюро
2.3. Начало проектирования
2.4. Производство
2.5. Двигатели
2.6 . Летные испытания
2.7 Модификации
2.8. Предшественники
3. Выставки
4. Модернизация
5. Заключение
5.1 Задачи на уровне правительства
5.2 Состояние аэродромной сети
5.3 Полётные рейсы
5.4 Современные рейсы
5.5 Вывод
6. Список литературы
1.Введение
«Техника давно познала высокую цену науки и ее влиянию обязана своим современным блестящим развитием»
Николай Егорович Жуковский
В середине 60 годов шло бурное экономическое развитие нашей страны. Одной из главных задач 7-й пятилетки было обеспечение роста авиационных перевозок.
Перед Аэрофлотом стояли задачи превратить воздушный транспорт в мас-совый вид перевозок и охватить им все районы страны. Эти ответственные за-дачи решались на основе ускоренного технического переоснащения Аэрофлота, в первую очередь самолетного парка и наземного оборудования.
Схема полётов «Аэрофлота».
В результате осуществления большой программы технического перевооружения значительно возросла роль Аэрофлота в народном хозяйстве, особенно в развитии новых экономических районов Сибири, Крайнего Севера, Дальнего Востока.
Гражданская авиация способствовала скорейшему освоению труднодоступных районов нашей страны, где начинали жизнь новые промышленные объекты, осваивалась добыча полезных ископаемых.
В 1960 г. общая протяженность авиалиний (без перекрывающихся участков) составляла 375 тыс. км, то в 1965 г. – уже 481 тыс. км, а в 1970 г. – 773 тыс. км. К концу 1970 г. самолеты Аэрофлота совершали полеты в 3500 городов и на¬селенных пунктов страны. Сеть воздушных линий охватила практически всю территорию СССР.
Быстрыми темпами возрастали авиаперевозки пассажиров. В 1961 г. пере-везено около 22 млн. чел., в 1965 г. – 42 млн. чел., в 1970 – более 71 млн. чел. Если за 1961 – 1965 гг. гражданская авиация перевезла около 160 млн. пассажиров, то в следующее пятилетие эта цифра почти удвоилась.
Опираясь на достижения научно-технического прогресса в нашей стране, гражданская авиация СССР открыла новую эру - эру реактивной авиации . Ярким представителем которой стал первый в мире реактивный самолёт на МВЛ –Як-40. Об этом самолёте и пойдёт речь в моей работе.
2. История создания
2.1. Главный конструктор
Александр Сергеевич Яковлев был представителем первого поколения авиаконструкторов, воспитанных и реализовавшихся в советское время. Еще в школьные годы, кроме интереса к технике, у него проявились способности лидера и организатора.
Родился 19 марта 1906 года в семье служащего. Отец служил начальником транспортного отдела в нефтяной фирме «Товарищество братьев Нобель». Мать была домохозяйкой. В 1914 году поступил в частную мужскую гимназию имени Н.П.Страхова. После Октябрьской революции гимназия была объединена с женской школой, стала государственной и получила название «Единая трудовая школа 2-ой степени». Буду че в школе Александр проявил интерес к технике и авиации. В 1921 году построил летающую модель планера успешно испытал её в школьном зале, а уже в следующем году открыл авиамодельный кружок. В возрасте 21 года (1927 год) построил свой первый самолет – АИР-1 (ВВА-1). В июле этого же года на нем были поставлены следующие рекорды – дальности (1420 км) и продолжительности (15 ч. 30 мин.) полета.
Образование получил в Военно-воздушной академии имени Н.Е. Жуковского окончил в 1931 году. В 1918 вступил в Красную армию. С 1931 работал инженером на авиационном заводе. С 1935 главный конструктор.
2.2. Конструкторское бюро
«Школа Яковлева» – это совершенно особенная школа конструкторского мастерства, не имеющая себе аналогов ни в Советском Союзе, ни за рубежом.
О. К. Антонов
Официально КБ Яковлева было основано 15 января 1934 г. Коллектив отличается наибольшей широтой тематики среди отечественных ОКБ. Под руководством генерального конструктора, академика А.С. Яковлева и его преемников создавались самолеты, вертолеты, планеры, БЛА военного и гражданского назначения и даже скоростные поезда.
Опытно-конструкторское бюро им. А.С. Яковлева.
Адрес: Москва, просп. Ленинградский, 68
В активе ОКБ − свыше 200 типов и модификаций построенных летательных аппаратов, в том числе более 100 серийных. С 1927 года самолеты «Як» находятся в непрерывном производстве и эксплуатации. Всего построено 70 тысяч машин – это самая высокая цифра для российских фирм. Из них до Великой Отечественной войны − около 3 тысяч, в 1941-1945 годы − более 40 тысяч, после войны − 27 тысяч. Было выпущена 41 тысяча боевых машин, гражданских − 29 тысяч.
2.3. Начало проектирования
В 1962 Совет министров СССР выпустил постановление о создании нового самолета местных авиалиний на замену устаревших Ил-12, Ил-14, Ли-2
К нему были предъявлены следующие требования:
- возможность эксплуатировать аэродромы с бетонным, грунтовым, заснеженным и травяным покрытием;
- длина ВПП 1000м;
- скорость полёта 500-600 км/ч;
- дальность полёта 1500 км.;
- 20-30 пассажиров;
- не зависеть от аэродромной инфраструктуры;
- надёжность , простота конструкции, лёгкость в обслуживании и быть доступной пилоту среднего класса.
ОКБ Яковлева предложило разработать 20-местный пассажирский самолет Як-40 с тремя двигателями Р19-300 тягой по 1150 кгс. Это позволило бы без существенной модернизации аэродромной сети обеспечить современный комфорт для пассажиров, значительно повысить рейсовую скорость самолета и тем самым увеличить количественные показатели перевозок. Ввиду того что в начале 60г бурный рост получили военные самолёты вертикального взлёта и посадки ,Як-40предложили сделать самолётом вертикального взлёта и посадки (СВВП). В дополнение к маршевой силовой установке из трех форсированных двигателей Р19-300 тягой по 1200 кгс предусматривалось использование шести подъемных двигателей РД35-36 в двух блоках — по три в специальных гондолах на каждом полу крыле. В такой конфигурации самолет мог перевозить до 10 пассажиров на расстояние до 600 км с крейсерской скоростью 500–550 км/ч. Число пассажиров могло быть увеличено до 20 в случае использования режима короткого взлета, при котором потребная длина ВПП чуть превышала 100 м.
Модель Як-40 в первом варианте СВВП (проект)
Это предложение рассматривалось в Главном управлении ГВФ в сентябре 1963 г и нашло благоприятный отклик. Работа над Як-40 в варианте СВВП продолжалась еще некоторое время. Был разработан еще один проект. Он предусматривал использование двух маршевых ТРДД по бокам хвостовой части фюзеляжа в сочетании с восемью подъемными двигателями РД-36-35, которые размещались в фюзеляже двумя группами по четыре впереди и позади 15-местной пассажирской кабины.
Однако затем концепция пассажирского СВВП была отставлена в сторону.
В августе 1964 г ЦК КПСС и Совмин СССР совместным постановлением поручили ОКБ-473 О. К. Антонова и ОКБ-40 ГМ. Бериева заняться совместной разработкой регионального 24-местного пассажирского самолета, получившего обозначение Ан-Бе-20. Его силовую установку должны были составить три ТРДД АИ-25, расположенные в хвостовой части фюзеляжа. Этот двухконтурный двигатель взлетной тягой 1500 кгс находился в тот момент на стадии разработки в Запорожском КБ А.Г. Ивченко.
Макет самолёта Ан-Бе-20
Аналогичное задание было выдано в ту пору и ОКБ-115, которое тоже занялось проектированием самолета под три двигателя АИ-25. В архиве яковлевской фирмы хранится «Эскизный проект пассажирского самолета Як-40 для местных линий. Техническое описание», утвержденный А.С. Яковлевым 15 августа 1964 г, т. е. в том же месяце, когда все три ОКБ получили вышеупомянутое задание.
9 сентября 1964 г был издан приказ ГКАТ, который предписывал ОКБ-115 начать разработку рабочих чертежей самолета и оснастки с параллельной доработкой макета .
В августе 1964 г ОКБ-115 приступило к доработке эскизного проекта Як-40. Руководителем темы стал зам. главного конструктора Е.Г Адлер. Эскизный проект Як-40 в полном объеме Генеральный конструктор утвердил 5 мая 1965 г., через несколько дней после выхода Постановления Совмина от 30 апреля 1965 г, согласно которому ОКБ-115 официально получило задание на создание пассажирского самолета Як-40 для местных авиалиний. По существу, это постановление дало ход уже рабочему проектированию на основе созданного ранее задела.
2.4. Производство
Правительственными решениями постройка первого летного экземпляра, статмашины, предсерийных самолетов и натурных стендов была возложена на авиазаводы №№ 115, 292 и 475 (ОКБ А.С. Яковлева, Саратовский и Смоленский соответственно), а также на завод № 149.
Саратовский авиазавод
Сборка первого летного прототипа была завершена в июле 1966 г., в соответствии с графиком МАП. Серийное производство Як-40 началось в 1968 году на авиазаводе в Саратове, первый регулярный рейс был выполнен по маршруту Москва – Кострома.
2.5. Двигатели
Разработка двухконтурного турбореактивного двигателя АИ-25 началась в ЗМКБ под руководством В.А.Лотарёва. Серийное производство организовано на Запорожском заводе «Моторостроитель».
Двигатель АИ-25. Музей Вадима Задорожного
Двигатель сертифицирован (впервые в отечественном двигателестроении) авиационным регистром ФРГ и Италии на соответствие нормам лётной годности. Всего изготовлено около 6500 двигателей АИ-25 всех модификаций. Капитальный ремонт осуществлялся на авиаремонтном заводе № 570 в Ейске.
2.6. Летные испытания
Выполнить первый полет Як-40 поручили летчикам-испытателям ОКБ А.Л. Колосову и Ю.В. Петрову. С 25 сентября 1966 г начались заводские испытания на подмосковном аэродроме Раменское (г Жуковский), где располагался ЛИИ и летно-испытательные подразделения многих ОКБ. После наземной отработки 20 октября самолет выполнил две скоростные пробежки и два подлета. 21 октября состоялся первый полет, который прошел успешно.
2.7. Модификации
- Як-40 имел большое количество модификаций:
- Як-40 (1-я серия) - Первые серийные самолёты.
- Як-40 (2-я серия) - На среднем двигателе начали устанавливать реверсивное устройство.
- Як-40 (3-я серия) - Боковые двигатели в мотогондолах укороченного размера.
- Як-40-25 - Серийная машина, переоборудованная в летающую лабораторию для испытания радиоэлектронных систем.
- Як-40 «Аква» - Самолёт-лаборатория.
- Як-40 «Калибровщик» - Самолёт-калибровщик для проверок работы аэродромных радиотехнических средств.
- Як-40 «Лирос» - Самолёт Госкомгидромета СССР, предназначенный для исследования атмосферы и облаков.
- Як-40 «Метео» - Многоцелевая метеорологическая лаборатория.
- Як-40 РЭО - Разработка Научно-производственного объединения «Взлёт», предназначенная для испытаний различного ПНО.
- Як-40 «Салон» - Преимущественно экспортная модификация.
- Як-40 «Фобос» - Летающая лаборатория для проведения научно-исследовательских работ, проводимых НПО имени С. А. Лавочкина.
- Як-40 «Шторм» - Модификация для исследования атмосферных явлений и воздействия на них..
- Як-40Д - Як-40, доработанный для полётов по международным авиалиниям.
- Як-40ДТС - Десантно-транспортная и санитарная модификация, предназначенная для наземного и воздушного десантирования людей и грузов, а также для перевозки раненых с возможностью оказания им медицинской помощи.
и др..
2.8. Предшественники
За рубежом в капиталистическом мире существовали похожие по схеме два самолёта
Dassault Falcon 20 — французский реактивный административный самолёт.
Опытный образец самолёта совершил свой первый полёт в 1963 г.
Пассажировместимость: 8—14 пассажиров.
Т-39 Sabreliner двухдвигательный реактивный коммерческий и учебно-тренировочный самолёт, используемый как в коммерческих целях, так и для обучения курсантов ВВС США, ВМС США и Корпуса морской пехоты США.
Гражданский прототип самолёта, имевший индекс NA-265, совершил первый полёт 16 сентября 1958 года.
Пассажировместимость: 5—7 пассажиров.
3. Выставки
С 1967 года Як-40 принимал участие во всех авиасалонах мира: Франции, Японии, Италии, Швеции, ФРГ Англии ,и совершал продолжительные демонстрационные полеты по Европе, Америке, Юго-Восточной Азии, Австралии и Африке.
В демонстрационных турах самолет налетал 500 тысяч километров. Это была хорошая возможность проверить самолёт в разнообразных климатических условиях, на аэродромах с различным покрытием ,полёты в горах и многое др.. Отзывы о самолете были самые хорошие!
Кабина Як-40, салон Як-40
Самолет Як-40 получился на столько передовым и не имеющим аналогов в мире, что первым, среди самолетов СССР, получил европейский сертификат летной годности с начала от Италии, потом ФРГ.
Як-40 D-BOBC авиакомпании General Air(ФРГ).
Як-40 стал первым советским самолетом, который стал продаваться в зарубежные страны, имеющие свою авиапромышленность. В течение 10 лет в 18 стран было продано 125 самолетов Як-40.
Як-40 произвел столь сильное впечатление на американцев, что возникла даже идея организовать его постройку в США. В 1978 г американская фирма ICX Aviation объявила о заключении с Авиаэкспортом предварительного соглашения о лицензионной постройке Як-40. Фирма вознамерилась наладить выпуск Як-40 с тремя двухконтурными ТРД Garret AiResearch TFE 731 -3 и салоном на 30 или 40 пассажиров. Для выпуска самолета готовилась производственная площадка в г Янгстон, штат Огайо. Однако этим планам не суждено было осуществиться. По утверждению чехословацкого историка В. Немечека, в 1981 г на предприятии фирмы ICX Aviation в г Уитфилд, штат Нью-Йорк, собрали экземпляр Як-40 с обозначением ICX LC-3 с использованием агрегатов, полученных от Саратовского завода, однако проект был остановлен ввиду отсутствия заказов.
А всего советская авиапромышленность выпустила 1011 самолетов Як-40, которые эксплуатировались на наших линиях в течение 25 лет.
4.Модернизация
В 2012 году в СибНИА начаты инициативные работы по ремоторизации Як-40. На одной из машин заменили сначала один, а позднее два двигателя на Garrett TFE731. После успешной обкатки третий двигатель в фюзеляже был демонтирован и вместо него установлена вспомогательная силовая установка с соответствующими аэродинамическими накладками на месте демонтированных воздухозаборника и сопла. В ноябре 2016 года модернизированный самолёт в двухдвигательном исполнении, получивший наименование Як-40МС, совершил свой первый полёт.
В рамках соответствующего НИОКР самолёт получил наименование демонстратора технологий СТР-40ДТ. В 2018 году на нём полностью заменили крыло на композитное. В декабре 2018 года самолёт начал выполнение программы испытательных полётов. Предполагалось, что НИОКР закончится созданием прототипа нового полностью композитного самолёта в размерности и компоновке Як-40.
Ну а в процессе этих процессов открылось чудесное — что экономически вполне выгодно поднять на крыло имеющийся парк Як-40, ремоторизовав их на современные двигатели и заменив авионику, и оставив пока старое крыло. Это позволит загрузить авиазавод, осваивать ему работу с самолетом такой размерности и компоновки, а авиакомпаниям — начать разворачивать сеть авиалиний с мелкими аэродромами.
И сейчас Як-40ЛЛ является самолётом демонстратором гибридной СУ.
5.Заключение
Закачивая свою работу, хотелось бы сделать небольшой анализ современного развития МВЛ.
5.1. Задачи на уровне правительства
Вопросы по развитию меж. региональной авиации вышли на государственный уровень , это неоднократно указывалось в поручениях и решениях Президента и Правительства Российской Федерации: от 17.11.2011. №ВП-9-47пр, от 07.08.2012 №ДМ- П-9-27. Также в 2015 на совещании по вопросам авиастроения президент Владимир Путин сказал, что России нужен новый самолет для региональных перевозок. Но в силу различных причин они были не выполнены.
5.2. Состояние аэродромной сети
Виталий Бордунов, профессор, эксперт Комитета Госдумы по транспорту, эксперт ICAO: «Приведу цифры. На начало 1990-х годов действовало 1450 аэродромов. Сегодня осталось 282. Столько же, сколько лишь в одном из 51 штата США – на Аляске.» Начиная с 1990г количество аэродромов в России катастрофически уменьшается. В США количество аэродромов 13500. Китай ежегодно строит 100 аэродромов в год.
5.3. Полётные рейсы до и после
В 1990 году из Москвы можно было улететь в 202 населённых пункта , а вот 2020 только в 98.
Ещё хуже дело обстоит в регионах.Так, например в 1975г. Из г Воронежа можно было улететь в 93 пункта, а в 2020 только в 14. Такая же ситуация и с другими регионами.
5.4 Современные рейсы
Так выглядит схема современных авиаперевозок , где все авиарейсы завязаны на Москву .
Такая схема объясняет почему, пассажир из Ростова на Дону в Воронеж, которые разделяют 495 км, будет лететь через Москву, затрачивая 5-7 часов и пролететь почти 1500 километров. Пассажиры которые летают внутри страны через аэропорты Москвы и Питера составляют более 80%. Это безусловно создаёт дополнительную прибыль столичным городам, но это также создаёт напряжённость в небе над ними. И одновременно лишает дальние уголки нашей Родины авиационных перевозок, что подрывает экономическое, стратегическое, социальное и бытовое развитие.
Конечно, себестоимость авиа перевозок на большое расстояние значительно ниже , а так как главная задача авиакомпании прибыль, то они покупают большие самолёты с низким расходом топлива и ориентируются на максимальную загрузку рейсов.
По данным специалистов малой авиации, рынок МА может приносить оборот в 70 млрд. рублей в год. Однако из-за зарегулированности правил и законов официально приносит в пять раз меньше – около 14 млрд.
В июне 2020 года депутаты Государственной Думы (В.А.Ганзя и другие) внесли на рассмотрение два законопроекта:
- Законопроект № 970481-7 «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации (в части регулирования деятельности авиации общего назначения)»;
- Законопроект № 970922-7 «О внесении изменений в Воздушный кодекс Российской Федерации в части саморегулирования отдельных видов деятельности».
Что интересно, уже на стадии предварительного рассмотрения в Комитете Государственной Думы по транспорту и строительству эти законопроекты были отклонены.
5.5. Вывод
Для территории Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока – это 70% российской территории, 12 млн. населения, 28 тыс. населённых пунктов, где наземное сообщение затруднено и требует значительных временных затрат, – гражданская авиация зачастую является единственным средством, обеспечивающим круглогодичную транспортную доступность отдалённых населённых пунктов. В связи с этим социальная и экономическая функции воздушного транспорта, и в первую очередь малой авиации, приобретают особую значимость для обеспечения конституционных прав граждан на свободу передвижения.
Самолёты Як-40 к 1988 году перевезли более 80 миллионов пассажиров. История самолета еще не закончена. Опыт эксплуатации Як-40 в СССР и 18 зарубежных странах показал ошибочность принятия решения о снятии его с производства. Замена двигателей АИ-25 современными, более экономичными позволила бы расширить выпуск самолетов и использовать его на благо нашей Родины.
Закончить свою работу хочу словами советского авиаконструктора Сергея Владимировича Ильюшина: «О конструкторе поют в небе его самолеты».
6. Литература
- Совещание Президента РФ по вопросам развития авиастроения от 12.05.2016 https://www.youtube.com/watch?v=36nwn-moSPc
- Поручение Президента и Правительства РФ от 17.11.2011 №ВП-9-47пр.
- Решение Президента и Правительства РФ от 07.08.2012 №ДМ- П-9-27пр.
- Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года, утверждена Распоряжением Российской Федерации от 22.11.2008 № 1734-р.
- Яковлев А. С. Цель жизни. — М.: Политиздат, 1973.
- Яковлев А. С. Рассказы конструктора. — М.: Воениздат МВС СССР, 1950.
- Удалов К.Г. «Самолёт Як-40» / К.Г. Удалов, О.М. Шам. издательство «Транспорт», Москва, 1992
- Якубович Н.В. Неизвестный Яковлев. «Железный» авиаконструктор.-М.: издательство Эксмо, 2018.-672с.
- Виноградов Р.И. Развитие самолётов мира./ Р.И. Виноградов, А.Н. Пономарёв. издательство: Машиностроение, 1991.-381с.
- Зрелов В. А. Отечественные газотурбинные двигатели. Основные параметры и конструктивные схемы. — Машиностроение, 2005. — С. 29-30, 42-43, 51. — 336 с. — (Для вузов). — ISBN 5-217-03254-5.
- Лотарев В.А. Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель АИ-25 I серии. Техническое описание/ отв. ред. В. А. Лотарев. — М. : Машиностроение, 1971. — УДК 029.7.030.004.1 (087.23)(G)
- Богуслаев В.Н. 85 лет на службе авиации // Крылья Родины. № 9 за 2001
- Пассажирский самолет местных воздушных линий Як-40 (Электронный ресурс) https://www.aviaport.ru/
- Гос.реестр аэродромов https: (Электронный ресурс) //favt.gov.ru/dejatelnost-ajeroporty-i-ajerodromy-reestr-grajdanskih-ajerodromov-rf/
| 
