Самолёт ЯК 40: назначение, лётно - технические характеристики, конструкция, история создания, аэродинамика

История создания

Ещё в середине 60-х годов стало ясно, что поршневые пассажирские самолёты безнадёжно устарели и требуется новый современный реактивный лайнер для региональных линий, который позволит заменить в этой области не только двухмоторные самолёты, но и ставший уже привычным Ан-2.

Спустя годы, стало ясно, что конкуренцию Ан-2 новый лайнер не составил, но успешно заменил старичков — поршневые Ли-2, Ил-12 и Ил-14. Решая задачу замены поршневых самолётов для ГВФ, А.С. Яковлев рассматривал различные варианты турбовинтовых машин, но в итоге пришёл к турбореактивному лайнеру, способному садиться на короткие грунтовые полосы порядка 700 метров.

Як-40

Постепенно родилась концепция традиционного по конструкции реактивного самолёта с прямым крылом, имеющим три турбореактивных двигателя, которые специально разработал для нового лайнера конструктор А.Г. Ивченко. Идея нескоростного реактивного самолёта, неприхотливого в эксплуатации и простого в обслуживании была для того времени передовой и задавала новое направление в авиастроении.

Воплощением в жизнь проекта занимался заместитель главного конструктора Ю.Г. Адлер, а ведущим инженером стал сын А.С. Яковлева — Сергей Александрович. Всего построили шесть прототипов реактивного лайнера, первый из которых поднялся в небо 21 октября 1966 года. Уже в 1968 году, после сертификации, получив обозначение как Як-40, эта турбореактивная машина 30 сентября выполнила первый рейс из Москвы на Кострому.

В настоящее время конструкция такого самолёта не представляет ничего особенного, но для того периода многие решения и идеи, воплощённые в неё, стали революционными.

Кабина пилота самолёта Як-40

Краткая история создания самолета Як-142

Что касается истории создания, то она берет свое начало от проектировки такого самолета, как Як-42, и напрямую с ней связана, поскольку новый пассажирский самолет Як-142 является дальнейшим усовершенствованием данной машины. Впервые за разработку данного проекта ОКБ Яковлева взялось в начале 1987 года. Через три года после этого к данной машине МГА выставило основные требования, которым должна была соответствовать машина. Как говорилось ранее, в проект нового лайнера были взяты основные механизмы и проработки, которые были проделаны по аппарату Як-42Д. Но новая машина имеет множество преимуществ над предыдущей версией. Кроме удлиненного фюзеляжа, самолет отличался значительно лучшими летными и аэродинамическими характеристиками.

Технические характеристики летательного аппарата

Давайте рассмотрим технические характеристики самолета ЯК-40:

Экипаж насчитывал 4 человека.
Вместимость Як-40 насчитывала 40 человек (другая компоновка позволяла поместить на борт от 27 до 36 человек).
Судно могло иметь в грузовом отсеке около 3500 тонн.
Длина самолета составляла 20 метров.
Ширина крыльев насчитывала 25 метров.
Высота составляла 7 метров.
Максимально допустимая масса для взлета насчитывала 17500 кг.
Во внутренние баки помещалось 4000 кг топлива.

Летные показатели судна:

Максимальная высота 6000 метров (с наличием людей в салоне), 8000 метров (пустой).
Скорость составляла 500 км/ч.
Дальность полета с пассажирами 800 км.
Скорость подъема составляла 7 м/с.
Разбег проходил за 800 метров.
Расход топлива ЯК- 40 составлял 1150 кг/ч.

Исходя из статистики, в результате различных аварий, катастроф и боевых действий было уничтожено порядка 117 единиц техники. Согласитесь, внушительные цифры.

Аэродинамическая схема

Турбореактивный трёхмоторный низкоплан с расположением двигателей сзади с однокилевым, Т-образным оперением и прямым крылом и.

Ближайшим аналогом является VFW-Fokker 614 — реактивный ближнемагистральный пассажирский самолёт производства ФРГ. Выпускался ограниченной серий, отличительная особенность — двигатели располагались на пилонах над крыльями.

Интересные факты о самолете

Высадка и посадка пассажиров производится по хвостовому трапу-рампе, который является одновременно крышкой люка, напоминающей грузовую рампу самолётов по своей конструкции.

У Як-40 отсутствует отдельный багажный отсек. Багаж сдают при посадке на борт и перевозят в вестибюле.
Як-40к (RA-87958) компании Владивосток Авиа установлен во Владивостоке на территории студенческого городка ВГУЭС.

По неофициальным данным в ходе боевых действий, а также в результате аварий, катастроф, и уничтожения на земле было потеряно 117 экземпляров самолётов типа Як-40.

Схема салона Як-40

Данные приводятся для самолёта с предельной взлётной массой 17200 килограмм при эксплуатации на взлетно-посадочной полосе с искусственным покрытием.

Технические характеристики

Экипаж: три человека + один бортпроводник ;
Пассажировместимость: 40, 36, 34, 31, 27 человек (зависимо от варианта выполненной компоновки) ;
Грузоподъёмность: 3240 килограмм;
Длина: 20,36 метров;
Размах крыла: 25,0 метров;
Высота: 6,5 метротыв;Площадь крыла: 70,0 квадратных метров;
Масса снаряжённого: 17265 килограмм;
Масса пустого: 13750 килограмм;
Максимальная взлётная масса: 17200 килограмм;
Масса топлива во внутренних баках: 6000 килограмм;
Силовая устатновка: ТРДД АИ-25 (тр и экземпляра);
Номинальная яга: 3 × 1120 килограмм*сил ()
Силовая вспомогательная установка: АИ-9 ГТД (один экземпляр).

Лётные свойства:

Предельная скорость: 546 километров в час (на высоте 6000 метров) ;
Крейсерская скорость: 510 километров в час (на высоте 6000 метров);
Перегоночная дальность: 2500 километров;
Практический потолок: с пассажирами 6000 метров; перегоночный 8000 метров;
Скороподъёмность: 7,0 метров в секунду (у земли);
Длина разбега: 850 метров;
Длина пробега: с реверсом 550 метров; без реверса 750 метров .

Як-40. Галерея.

Як-40. Видео.

Описание самолёта

Аэродинамическая компоновка Як-40 традиционная — эта схема моноплана с крылом низкого расположения и большого удлинения, с тремя двигателями в хвостовой части фюзеляжа. Самолёт отличался от прежних конструктивных решений своим Т-образным хвостовым оперением.
Силовая установка нового лайнера состояла из трёх турбореактивных двигателей Аи-25, расположенных следующим образом: в хвостовой части корпуса по бокам на пилонах находятся два двигателя, третий размещён внутри хвоста и имеет S-образный воздухозаборник. В законцовке хвостовой части фюзеляжа имелся конструктивный элемент, представляющий реверсивное устройство — это позволяло сделать все двигатели взаимозаменяемыми.

Вспомогательная силовая установка Аи-9 самолёта Як-40 применялась для автономного запуска основных двигателей и кондиционирования пассажирского салона вместе с кабиной экипажа во время длительной стоянки на аэродроме.
Шасси лайнера трёхопорное, основные опоры довольно прочные, амортизационные стойки с глубоким и мягким ходом имели колёса большого диаметра и позволяли эксплуатацию с любых грунтовых полос.

Самолёт Як-40 вид снизу

Кабина экипажа просторная, лётчики размещались рядом друг с другом, а между ними находился бортмеханик, контролирующий работу силовых установок и систем самолёта. Пассажирская кабина на первых серийных выпусках была рассчитана на 24 места, в последующем была доработана на размещение сорока пассажиров. Выход и посадка людей производился по трапу со ступеньками, который располагался в конце пассажирского салона и опускался вниз до земли.

За всё время производства реактивных лайнеров, конструкция претерпела большое количество переделок, например: установили дополнительные баки, поставили реверсивное устройство с двумя створками, конструктивно усилили шасси и многое прочее.

Самолёт Як-40

Технические и лётные характеристики Як-40

Длина самолёта — 29,36 м
Высота — 6,5 м
Площадь крыла — 70 м2
Вес пустого самолёта — 9850 кг
Максимальный взлётный вес — 17200 кг
Запас топлива — 3910 кг
Двигатели — 3 х ТРДД АИ-25
Номинальная тяга — 3 х 1120 кгс
Максимальная скорость — 546 км/ч
Скорость крейсерского режима — 510 км/ч
Дальность с максимальной загрузкой — 820 км
Потолок — 8 тыс. м
Длина взлётной дистанции — 850 м
Длина посадочной дистанции — 550 м с реверсом, 750 м без реверса
Количество пассажиров — до 40 чел
Экипаж — 3 чел.

VIP салон Як-40

Конструкция

Предназначение самолета заключалось в перевозке пассажиров на расстояние до 1500 км. Пассажировместимость – от 27 до 32 человек. Лайнер имел небольшую крейсерскую скорость – 510 км/ч. Конструкция отличается простотой.

Сочетание такой конструкции крыла с тремя моторами АИ-25 обеспечило хорошие летные характеристики. Средний по размерам реактивный двигатель разместили в фюзеляже. Реверсом тяги в двигателе служит специальное устройство, которое меняет направление потока выхлопных газов во время торможения. Это укоротило посадочный пробег самолета до 400 м. В состав конструкции самолета входят реверсивные щитки.

Кабина лайнера Як-40 оборудована двумя рабочими местами – для летчика и второго пилота. При необходимости здесь можно разместить третье сидение. Из фонаря кабины открывается хороший обзор для обоих пилотов.

Использование самолета за рубежом

С 1967 года самолет начал активно применяться за рубежом, ведь характеристики Як-40 привлекали авиакомпании. Продавцом была торговая организация «Авиаэкспорт», которая продало 14 самолетов. Процесс сертификации воздушного судна сильно затянулся, поэтому многие задумки не смогли воплотиться в жизнь. СССР не давал возможности зарубежным специалистам изучить изготовление летающего аппарата.

Уже в 1972 году самолет начал применяться в Италии и получил возможность эксплуатации в других странах. Судно хотели применить в Северной Америке, но из-за властей США дело не прогрессировало. Аэрофлот имел третью часть самолетов в Италии, а также проводил демонстрации по Азии и Австралии. В 1972 году была завершена сертификация судна в Италии. В 1972 году Италия получила два самолета.

В 1970 годах Германия предложила купить в кредит 5 воздушных судов. СССР заинтересовался этим предложением, и они попросили сделать предоплату в размере 30% от общей стоимости. Германия должна была погасить кредит в течение 4 лет с момента получения техники. Главный банк Германии должен был предоставить гарантию. Были проведены переговоры и решили выдать кредит на 6 лет с условием 15% предоплаты. СССР должен был обучить немецких летчиков правильному управлению судном. Уже в 1972 году ЯК-40 начал делать первые рейсы из Гамбурга.

Авиакомпания переживала кризис. Двигатели были не слишком экономны, что привело к увеличению расходов топлива на 35%. В 1975 году самолет попал в аварию во время посадки, а после этого был убран из эксплуатации. Немецкая авиакомпания попала в тяжелую ситуацию и вскоре обанкротилась. В этом же году остальные 4 судна были возвращены в использование Аэрофлота.

СССР хотело продать самолеты американцам, ведь эта техника пользовалась большим спросом и могла принести много денег. Колумбийская авиакомпания решила приобрести 5 самолетов. Продажа подразумевала выгодные условия: каждый самолет стоил 1 миллион долларов США и выдавался кредит на 15 лет (низкий процент составлял 1.5% годовых).

К слову о популярности ЯК-40 сегодня: скриншот из компьютерной игры Microsoft Flight Simulator

Оборудование

Як-40 оснащается современным комплектом радиоэлектронного навигационного и пилотажного оборудования. Оно позволяет лайнеру проводить полеты днем и ночью, даже в условиях плохой погоды. Як-40 оборудован автопилотом АП-40, курсовой системой ГМК-1Г, ом АГБ-3К, магнитным компасом КИ-13, двумя автоматическими радиокомпасами АРК-9, курсоглиссадной системой посадки СП-50, радиовысотомером малых высот РВ-ЗМ. Радиосвязное оборудование представлено командными радиостанциями «Перо-11» (Р-860-11) или радиостанциями «Балкан-5» и «Ландыш-5». На Як-40 присутствует эффективная воздушно-тепловая противообледенительная система.

В систему безопасности входит радиометеолокатор «Гроза», способный обнаруживать грозовые фронты по маршрутному курсу.

Самолет имеет ресурс 30 тыс. летных часов и срок эксплуатации – 25 лет.

Крыло самолёта большого удлинения, прямое, состоит из двух основных консолей. Каждая консоль имеет по три секции выдвижных посадочно-взлётных закрылков и две секции элеронов. Каждый продольный набор каркаса консоли и консоль лонжеронной конструкции крыла состоит из шести пар стрингеров, одного лонжерона, двоих продольных стенок. Поперечный набор состоит из тридцати четырех нервюр. Обшивка конструкции сделана из дюралюминиевых листов. В крыле выполнены вырезы под нишу, где размещаются в убранном положении колесо главной опоры шасси и амортизационная стойка. При этом шасси снабжено колесами большого диаметра и мягкой амортизацией, что уменьшает на поверхность взлетной полосы удельное давление и дает возможность использовать самолёт на сельских аэродромах.

На каждой консоли крыла располагаются три секции закрылков. Все секции похожи по конструкции. Каждая часть состоит из обшивки и каркаса. Каркас образован стрингерами, лонжероном, набором поперечных профиле и нервюр.

Продольные стенки состоят из швеллерной балки, которая состоит из стенки, подкреплённой стойками, нижнего и верхнего поясов. Стрингеры сделаны из алюминиевых прессованных профилей сечения тавр.

Як-30 (1948)

Самолет Як-30 стал первым реактивным аппаратом, который был изготовлен в конструкторском бюро Яковлева в конце 40-х годов, с крылом стреловидной формы. Всего было создано две машины данного типа. Серийно не изготовлялся.

История создания самолета Як-30

За основу нового самолета был взят проект Як-25, но данные аппараты имели одно значительное отличие, а именно вид крыла. Крылья на новой машине имели стреловидную форму. Стреловидность составила 35°. Крыло изготовлено из одного лонжерона. В конструкцию крыла были включены аэродинамические гребни. Большинство других систем было использовано с предыдущей машины.

Первый полет был осуществлен в начале сентября 1948 года, после которого последовали заводские испытания, которые были окончены к декабрю 48 года. По результатам испытаний была отмечена легкость в управлении и доступность управления пилотам среднего класса. Если сравнивать с исходной машиной, Як-30 имел множество преимуществ в летных характеристиках. Это было получено за счет новой конструкции крыла.

В конце 48 года был изготовлен второй самолет Як-30Д. Он отличался более совершенным крылом, которое состояло из двух лонжеронов. Также был увеличен запас топлива и боевой мощи. Крылья имели уже выдвижные закрылки. Хвостовую часть аппарата оснастили тормозными щитками. Государственные испытания были начаты в 49 году и проходили на Крымском полуострове. При испытаниях было получено число М, которое равнялось 0,93. Испытания государственной комиссией были окончены в конце мая 49 года. Несмотря на успехи в испытаниях, данная машина так и не была запущена в серийное изготовление из-за того, что существовали аналогичные самолеты типа МиГ-15 и Ла-15.

Особенности конструкции Як-30

Фюзеляж самолета по своей конструкции практически полностью соответствовал самолету Як-25. Корпус состоит из двух отделов, между которыми находится эксплуатационный разъем для обслуживания двигателя. Силовая установка машины занимала хвостовую часть корпуса. Кабина пилота была расположена в средней части аппарата, с боков от нее были размещены два воздухозаборника. Крылья имели высокую степень стреловидности, что и придало самолету значительно лучшие летные и маневренные характеристики. На крыльях были установлены крепления для подвесных топливных баков общей емкостью в 380 литров. В основные баки самолета можно было заправить 3,3 тонны топлива.

Кабина пилота изготовлена по герметичной схеме с вентиляционной системой. Для защиты летчика кабина имеет большую степень бронирования металлическими пластинами, лобовое стекло также бронировано и имеет толщину в 5,7 сантиметра. Спинка кресла изготовлена из 8-миллиметровой брони. Для эвакуации пилота в аварийной ситуации кресло оснащено системой катапультирования.

К боевой мощи самолета относятся две крупнокалиберные пушки Ш-3-23с зарядом в 150 патронов, но вскоре их заменили на НР-23. Вооружение было расположено под кабиной пилотов. В состав бортового оборудования был включен радиокомпас типа РПКО-10 и радиоточка РСИ-6. На Як-30 был установлен фотокинопулемет С-13. Все системы питались электроэнергией от генератора и 12-вольтового аккумулятора.

Победители «мессершмитов»

Истинное признание пришло к коллективу ОКБ при создании боевых машин, составлявших две трети советской истребительной авиации во время Великой Отечественной войны. Самолеты «Яковлев» достойно прошли это нелегкое испытание. Тысячи советских летчиков на истребителях «Як» одерживали победу над немецкими «асами». По признанию командира 9-ой гвардейской истребительной дивизии трижды Героя Советского Союза гвардии подполковника А.И. Покрышкина, «…Яки – очень хорошая машина, и я очень жалею, что к нам не попали Яки».

Простая конструкция машин ОКБ позволяла с минимальными затратами и в кратчайшее время получить боевые самолеты с необходимыми на фронте свойствами: фронтовой истребитель, истребитель для завоевания господства в воздухе, высотный истребитель, истребитель-бомбардировщик, истребитель-перехватчик, разведчик.

Первые серийные

Первым серийно выпускаемым самолетом ОКБ стал трехместный пассажирский самолет АИР-6. В отчете по испытаниям машины отмечалось: «Имеет простую конструкцию и дает удачное решение задачи наибольшей простоты, удобства и дешевизны в серийном производстве… По своим характеристикам стоит на уровне современных европейских самолетов». В 1932-1936 гг. на заводах №№ 39, 47 и 23 построили 128 экземпляров АИР-6. Их эксплуатировали Осоавиахим, спортобщества «Динамо» и «Спартак», НИИ ГВФ, хозяйственные организации, Главсевморпуть, транспортная авиация ГУ, ГВФ, санитарная авиация, агитэскадрилья им. М. Горького и другие организации. Самолеты использовались на колесах, лыжах, поплавках, установили два официальных мировых рекорда, выполнили несколько выдающихся перелетов. Применялись и в период Великой Отечественной войны.

А.С. Яковлев с авиеткой АИР-4. Фото: ОКБ им.Яковлева

В сентябре 1934 года создан спортивный самолет АИР-9, который, как один из лучших образцов авиационной техники СССР, экспонировался на Парижской авиационной выставке 1934 года, а его улучшенный вариант АИР-9бис – на Миланской авиационной выставке 1935 года. На базе этих машин построен знаменитый самолет первоначального обучения УТ-2, который более десяти лет с 1937 года, во время Отечественной войны и после войны служил основным учебным самолетом СССР. На нем были подготовлены десятки тысяч летчиков.

Интересные факты

В Московской области на гербе посёлка городского типа Быково имеется изображение самолёта для местных воздушных линий Як-40.
Крышка люка и одновременно трап, по которому выходят и входят пассажиры — это оригинальное устройство в хвосте Як-40.
В Грузии в детском саду города Рустави частный владелец установил настоящий Як-40 и сделал, на радость детям, внутри игровую комнату, оставив кабину пилотов с оборудованием такой, какой она должна быть на самом деле.
Як-40 перевёз 7 миллионов пассажиров и налетал 150 миллионов километров ещё в 1972 году, а сколько он налетал и перевёз на настоящее время — никто не подсчитывал.
Як-40 один из самолётов, у которого отсутствует багажный отсек, багаж при посадке складируется в вестибюле лайнера.
За создание уникального самолёта Як-40 для местных воздушных линий, конструкторское бюро Яковлева в 1970 году получило Ленинскую премию.