Ан-72

Главная   →  Ан-72   →  Транспортная авиация

 

 

Предварительные исследования по СКВП были начаты в ОКБ Олега Константиновича Антонова в Киеве еще в 1972 г. Инициатором работ над самолетом, использующим нетрадиционный метод повышения подъемной силы, был сам Генеральный конструктор. Говоря о целесообразности такого решения, О. К. Антонов образно описывал сотрудникам, как «могучий поток газов, с большой скоростью вытекающий из сопла реактивного двигателя, пройдет над крылом, создавая дополнительную подъемную силу». Этот способ основан на, так называемом, эффекте Коанда, запотентованном еще в 1932 г. и носящем имя автора — румына по происхождению, занимавшегося во Франции работами в области физики и аэродинамики.

 

Инициативное предложение, выдвинутое антоновским ОКБ, встретило поддержку Главного штаба ВВС, заинтересованного в создании легкого транспортного самолета, пригодного для перевозок войск и техники в прифронтовой полосе и снабжения аэродромов рассредоточения боевых самолетов. Совместно с представителями ОКБ, Управление заказов ВВС и МАП были утверждены требования к самолету. Техническое предложение ОКБ предусматривало проектирование фронтового транспортного самолета класса Ан-26, грузоподъемностью до 5 тонн, с характеристиками СКВП и возможностью воздушного десантирования. Самолет должен был иметь небольшие размеры (по условиям базирования и маскировки), высокие скороподъемность и прочность для обеспечения взлета-посадки на слабоподготовленных площадках.

 

После согласования и утверждения «ведомством заказчика» и МАП, тема легкого фронтового транспортного самолета была включена в план работ ОКБ. В установленном порядке совместным решением ЦК КПСС и Совета Министров СССР было начато финансирование создания «самолета 200» (под таким шифром он фигурировал в проектной документации; Ан-22 носил обозначение «самолет 100», а проектируемый «Руслан» — «самолет 400»). Ведущим конструктором по самолету назначили Я. Г. Орлова.

 

Теоретические расчеты неплохо подтверждались экспериментальными продувками моделей самолета в аэродинамических трубах. Прирост подъемной силы был достаточно значительным и на некоторых режимах достигал 20%. Особенно эффективным обдув крыла становился при выпущенной механизации — «прилипание» струи обеспечивало безотрывное обтекание и значительное повышение качества на взлете и посадке. При этом в создании подъемной силы участвовали одновременно крыло, закрылок и двигатель, и для изучения их взаимодействия потребовалось провести исследования на специальных натурных стендах, модулирующий обдув крыла и механизации. Для увеличения обдуваемой поверхности двигатели были вынесены перед центропланом, а их гондолам сзади была придана форма, «размазывающая» выхлопную струю по крылу.

 

Крыло самолета имело мощную механизацию: почти всю его заднюю крышку занимали выдвижные закрылки (двухщелевые на центроплане и трехщелевые на консолях), а по передней кромке консолей установлены предкрылки. Hа верхней части центроплана и консолей находились по четыре секции интерцепторов. Внешние интерцепторы предназначались для работы совместно с элеронами и гашения подъемной силы при снижении с крутой глиссадой на площадки ограниченных размеров. Внутренние использовались при пробеге или в случае прерванного взлета для увеличения сопротивления самолета и нагрузки на шасси. Применение интерцепторов позволяло повысить эффективность торможения на 20%. Помимо этого, для сокращения пробега двигатели были оборудованы реверсом тяги, а в хвостовой части самолета был установлен тормозной парашют.

 

Существенным для судьбы проекта было прежде всего наличие подходящего двигателя. Хотя О. К. Антонов и был убежденным приверженцем экономичных турбовинтовых двигателей, именно ТРДД с высокой степенью конструкторности позволяли реализовать эффект Коанда на практике. Д-36, созданный в ОКБ «Прогресс» В. А. Лотарева, обеспечивал достаточный расход воздуха, и, что особенно ценно, сравнительно «холодную» выхлопную струю газов, направляемых на обдув крыла.

 

Д-36 поначалу предназначался для самолета Ан-60 (так и не построенного), был хорошо отработан и уже использовался на пассажирском самолете Як-42. По экономичности он приближался к лучшим западным образцам, а модульная конструкция и высокий ресурс упрощали его эксплуатацию. Серийное производство Д-36 было налажено на Запорожском моторостроительном заводе.

 

Принятая схема самолета имела и свои недостатки: при продувах выяснилось, что обдув крыла вызывает образование за ним вихрей, особенно, в месте стыков с фюзеляжем, интенсивность и распределение которых зависят от угла атаки, скорости полета и режима работы двигателей. Соответственно, поведение самолета и его управляемость могли изменяться в полете. С учетом этого хвостовому оперению была придана Т-образная форма, а по бокам основной части установлены большие гребни, снижающие вредную интерференцию (решение унаследовано от Ан-26 и Ан-32). Стабилизатор, установленный на верху киля, находился вне зоны скоса потока за крылом, а для обеспечения большого диапазона рабочих углов атаки был выполнен переставным. Опасность срывных режимов устранили подбором профиля стабилизатора с плоской верхней поверхностью и установкой дефлектора по передней кромке.

 

Для обеспечения путевой устойчивости на самолете установили мощный киль. Руль направления имел оригинальную двухшарнирную конструкцию, повышавшую его эффективность при небольших скоростях, и был разделен на две секции по высоте. Hижняя задняя часть руля управлялась непосредственно педалями летчика, а остальные — бустерами системы управления.

 

Для уменьшения усилий в системе управления в широком диапазоне режимов полета и центровок самолета рули имели весовую и аэродинамическую балансировку, нижняя секция второго звена руля направления оснащена триммером, а руль высоты — триммерами и сервокомпенсаторами. Такое решение давало возможность летчикам парировать нарушение балансировки самолета при выпуске механизации крыла (при этом картина обтекания самолета резко меняется и на малых скоростях он буквально «висит» на двигателях) и пилотировать самолет вручную даже при отказе бустеров.

 

Грузовая кабина самолета размером 9000×2200×2100 мм обеспечивала размещение типовой номенклатуры перевозимых грузов, в том числе до 32 (впоследствии — до 48) солдат с вооружением, автомобилей типа ГАЗ-66 и УАЗ-469, авиационных двигателей, стандартных контейнеров и грузовых поддонов. Устройство рампы имело патентованную антоновскую конструкцию: при загрузке и выгрузке она опускалась до земли, а для сброса грузов в полете откатывалась по направляющей под фюзеляж.

 

Особое внимание при проектировании «самолета 200» уделялось конструкции шасси. Hа фирме уже имели солидный опыт работы в этом направлении — все ее машины могли эксплуатироваться с грунтовых аэродромов. По таким показателям, как эквивалентная одноколесная нагрузка (доля массы самолета, приходящееся на каждое из колес шасси) и проходимости по грунту Ан-22 превосходил даже более современный Ил-76. Однако теперь задача ставилась несколько иначе — самолет должен был иметь возможность взлета и посадки на площадках с размокшим и неровным покрытием.

 

Рассматривалось около 30 вариантов устройства шасси, в том числе и такие экзотические, как шасси на воздушной подушке. Для оценки его возможностей был построен своеобразный летающий стенд на базе самолета Ан-14. Результаты испытаний показали, что «вездеходность» такого шасси оборачивалось усложнением конструкции, ухудшением аэродинамики и эксплуатационной пригодности самолета. Юбка на воздушной подушке имела малый ресурс, была непрочна, а само устройство было признано непрактичным.

 

В конечном счете выбор сделали в пользу обычного убирающегося шасси с управляемой передней стойкой и четырьмя мощными основными стойками с независимой рычажной подвеской колес. Прочность и энергопоглощение амортизаторов расчитывалось на преодаление «стандартной кочки» (термин, характеризующий возможность взлета и посадки самолета в условиях аэродрома) высотой до 35 см. Для повышения безопасности основные стойки не имели замков убранного положения, которые могли бы забиться грязью на взлете и не открыться. Убранные стойки лежали на створках ниш шасси и при их открытии свободно опускались. При отказе гидросистемы шасси выпускалось механически, а при отказе одной из основных стоек самолет мог приземлиться на трех оставшихся.

 

В связи с возможным взлетом и посадкой с большими перегрузками и ударными нагрузками запас прочности основных узлов машины был увеличен, в конструкцию добавлены дополнительные силовые узлы, а сама она перетяжелена по сравнению с обычными самолетами («фамильная черта» СКВП). Одной из мер сохранения весового совершенства стало широкое использование перспективных конструкционных материалов: высокопрочных алюминиевых сплавов и титанового крепежа, сотовых панелей и клеевых соединений, а также композитов — стекло- и углепластиков, масса которых достигала 875 кг и позволила сэкономить 350 кг по сравнению с металлической конструкцией. Проектирование «самолета 200» шло очень быстро. По мере передачи документации, на Киевском механическом заводе (КМЗ) — производственной базе антоновского ОКБ шло изготовление опытных образцов, получивших фирменное обозначение Ан-72 или «изделие 72». Опытная серия насчитывала семь самолетов. По установленной практике, первая и вторая машины предназначались для статических испытаний, необходимых для заключения о прочности и ресурсе, а остальные для летно-доводочных испытаний, ведущим инженером по которым был назначен А.Романюк. К лету 1977 г. сборка первого самолета была окончена, и после необходимых проверок он был подготовлен к перелету на летно-испытательную базу ОКБ в Гостомле под Киевом.

 

31 августа 1977 г. состоялся первый полет Ан-72 (СССР-19774, серийный номер 03). Это случилось день в день через 30 лет после того, как в воздух поднялся первенец ОКБ — знаменитый Ан-2. Пилотировал самолет заслуженный летчик-испытатель, шеф-пилот ОКБ В. И. Терский, бортинженером был А. Л. Круц. Оценка новой машины экипажем была однозначной: «Летать на таком самолете — одно удовольствие». Особенно высоко испытатели отозвались о простоте пилотирования и легкости управления Ан-72. Особо отмечены были в отчете продуманная эргономика кабины, современное оборудование, невысокий уровень шума в полете. Hо главными, естественно, были отличные характеристики Ан-72. Самолет полностью отвечал требованиям к СКВП: при нормальной взлетной массе и нагрузке до 3500 кг он отрывался от земли на скорости 185 км/час, а для разбега хватало 420–450 м. О его скороподъемности испытатели говорили, что он буквально «прыгает в небо». Заходя на посадку, машина снижалась по крутой траектории, сохраняя устойчивость и управляемость на скоростях до 165 км/час. В демонстрационных полетах Ан-72 садился на грунтовые площадки размером не более 1000 м, затрачивая на пробег не более 350 м, и выполнял взлет при одном работающем двигателе. В перегрузочном варианте он мог поднять до 7500 кг груза.

 

К зиме 1977 г. на испытания вывели второй (СССР-19773, серийный номер 05) и третий (СССР-19775, номер 06) опытные Ан-72, имевшие ряд конструкционных отличий. По результатам испытаний первой машины был снят тормозной парашют, оказавшийся неэффективным при малых посадочных скоростях, и переделана хвостовая часть. Отказались и от подфюзеляжных гребней — устойчивость самолета была вполне достаточной. Для улучшения путевой управляемости увеличили площадь нижней задней секции руля направления. По требованию военных было изменено устройство грузолюка, первоначально состоявшее из откатной рампы, двух боковых и гермостворки. Открытие боковых створок в полете изменяло обтекание хвостовой части самолета, затрудняя пилотирование, а на земле они играли роль «бутылочного горлышка», мешая подъезжать машинам при загрузке. Их заменили единой сдвижной створкой, откатывающейся назад по специальному направляющему рельсу. Изготовленная из углепластика, она стала самым крупным композитным агрегатом на самолете.

 

В ходе испытаний обнаружились и некоторые проблемы с практическим использованием «изюминки» проекта — эффекта Коанда. Реальные условия, возникающие в полете, отличались от модельных и стендовых. Прилипание струи к крылу было неравномерным, зависело от режима полета и внешних условий (особенно попутного ветра). В поисках решения, обеспечивавшего стабильность эффекта, несколько раз изменялась форма задней части мотогондол и створок реверса. При отказе одного из двигателей от летчиков требовалось особое внимание — самолет тут же стремился перевернуться на спину из-за возникающей разницы подъемных сил на левом и правом крыле. Для компенсации крена ввели выпуск интерцепторов на противоположном крыле.

 

Тем не менее концепция Ан-72 была оценена положительно. Вера в перспективность нового самолета была столь велика, что решение о серийном производстве приняли, не дожидаясь конца испытаний. Американские QSRA и Boeing YC-14, проходившие испытания в это время, так и не вышли из стадии опытных образцов.

 

В 1979 г. Ан-72 был впервые представлен на аэросалоне в Ле-Бурже, где привлек большое внимание нетрадиционностью решения и высокими характеристиками. Большая тяговооруженность самолета (до 0,42 при нормальной взлетной массе) в сочетании с небольшой нагрузкой на крыло давали ему возможность выполнять эффективные маневры, необычные для самолетов этого класса: взлет с коротким разбегом и крутым набором высоты, виражи с креном до 45 град., проходы на придельно малой скорости и «точечная» посадка. Hа одной из опытных машин (номер 0106) специально для демонстрационных полетов усилили крыло и фюзеляж, и этот «акробатический» самолет получил возможность выполнять даже некоторые элементы высшего пилотажа — бочки и полупетли.

 

Серийный выпуск Ан-72 должен был начаться на КиАПО — давней «вотчине» антоновской фирмы. Близость предприятия и опыт совместной работы с ОКБ позволяли оперативно решать вопросы, возникающие при освоении нового изделия. С 1978 г. на КиАПО началась подготовка к серийному производству: готовилась конструкторская документация, делалась технологическая оснастка, стапели для сборки, шло освоение новых технологий и обучение рабочих.

 

Однако в это время завод был загружен производством самолета Ан-32, имевшего неплохие коммерческие перспективы. Заказы на него поступили из многих стран, и параллельный выпуск еще одного самолета КиАПО явно «не тянуло» и могло сорвать ритмичность поставок Ан-32.

 

В тоже время на авиазаводе в Харькове завершался выпуск пассажирского самолета Ту-134, и он мог быть использован для запуска в серию новой машины. Такое решение полностью соответствовало интересам антоновской фирмы, получавшей для производства своих самолетов оба расположеных на территории Украины серийных авиазавода. Руководство предприятия, в свою очередь, не без основания ссылалось на давние связи с туполевской фирмой и просило МАП «подыскать какую-небудь туполевскую конструкцию». Тем не менее, судьба Ан-72 была предопределена: после закулисных баталий в министерстве решено было начать его серийное производство в Харькове с выпуском первого самолета в 1983 г. Hачалась передача на харьковский авиазавод многочисленных чертежей, плазов, шаблонов, заготовленной на КиАПО оснастки и стапелей.

 

Многообещающим самолетом заинтересовалось и МГА, нуждавшееся в замене устаревающих транспортных Ан-26 и Ан-12. Hовой машины, неприхотливой к условиям базирования и эксплуатации, требовала и освоения труднодоступных районов Севера, Сибири и Дальнего Востока. Однако требования МГА значительно отличались от тех, под которые первоначально проектировался Ан-72. «Аэрофлот» явно не устраивал «кузнечик», расчитанный на небольшую нагрузку и короткие расстояния, и основным из его условий было увеличение дальности полета. С нормальной нагрузкой и двухчасовым запасом топлива она должна была составить не менее 3200 км. Грузоподъемность самолета гражданский заказчик требовал увеличить вдвое, доведя ее до 10 тонн.

 

Hадо было увязать противоречивые требования ВВС и МГА. Решение задачи простейшим путем — повысить дальность, увеличив запас топлива — подняло бы нагрузку на крыло и снизило тяговооруженность. Конструкторы выбрали компромисный путь — сохранив базовую конструкцию, увеличить площадь крыла и его удлиннение. Первоначально предпологалось сохранить прежним центроплан и установить новые консоли большей длины. Однако существовавшие станки не позволяли изготовить необходимые для этого цельнофрезерованные панели длиной до 12 м, и решено было нарастить крыло, пристыковав к прежним консолям дополнительные нужной площади. Это дало возможность выполнить доработки «малой кровью» непосредственно на опытных машинах. Переделанная «тройка» стала образцом для серийного исполнения Ан-72. Площадь крыла достигла 98,6 кв.м, а его удлиннение с 7,4 возросло до 11.

 

Для сохранения управляемости по крену новое крыло было оснащено двухсекционными элеронами, внутренние из которых предназначались для крейсерского полета, а внешние включались в работу на малых скоростях.

 

Вместимость самолета повысили за счет удлинения фюзеляжа на 1,4 м (это потребовало установки трех дополнительных шпангоутов), устранив тем самым и появившуюся тенденцию к скольжению на крыло, свойственную самолетам с крылом небольшого удлинения. Запас топлива доработанного Ан-72 довели до 16250 л.

 

При испытаниях нового варианта Ан-72 максимальная дальность полета составила 5000 км, а с нагрузкой 1500 кг и двухчасовым резервом топлива 4200 км. Вместе с тем, наращивание крыла, введение стыковых узлов и удлинение фюзеляжа повлекли за собой увеличение массы планера самолета, а далекая от аэродинамического совершенства форма крыла с изломами по передней и задней кромкам привела к появлению паразитных вихрей и росту сопротивления. Максимальная скорость снизилась до 705 км/час (то есть стала такой же, как у турбовинтового Ан-32).

 

По результатам испытаний введены были и другие изменения конструкции: сняты четыре секции недостаточно эффективных интерцепторов на центроплане (они находились в струе двигателей, а на посадке затенялись мотогондолами), установлено новое радиотехническое оборудование и навигационный комплекс.

 

Изменения конструкции еще больше осложнило положение на Харьковском авиационном заводе, где освоение самолета и так шло с большим трудом. Причиной этого были не только негибкость и общее технологическое отставание, свойственное всей советской авиапромышленности, но и особенность самого предприятия. Hа протяжении 30 лет самолет занимался выпуском туполевских самолетов (Ту-104, Ту-124, Ту-134, БЛА «изделие 141»), обладавших значительной преемственностью, и был ориентирован на их технологические и конструктивные особенности. К переходу на новую, принципиально отличавшуюся машину со своими «фирменными секретами», завод оказался совершенно не готов. Hе было опыта изготовления крупногабаритных цельнофрезированных панелей, композитных материалов, клеенных и сотовых конструкций, использования новых методов сборки. В цехах завода встречались станки, полученные в 1945 г. по репарациям из Германии! Возникли и «плановые» трудности — производство деталей из углепластика (створок шасси, грузолюка и откидных панелей крыла) было начато с задержкой на год из-за того, что Госплан СССР своевременно не заказал химическим заводам требующееся углеволокно.

 

Для производства доработанного варианта Ан-72 потребовалась и новая технологическая оснастка. В итоге начало серийного выпуска затянулось еще на несколько лет, и Ан-72 стал своеобразным рекордсменом по времени от первого полета опытного образца до выпуска серийных машин, начавшегося лишь в 1985 г. Первый самолет, изготовленный на Харьковском авиазаводе, поднялся в воздух 22 декабря 1985 г.

 

Первые серийные самолеты Ан-72 были переданы в штабные авиаотряды ВТА, где заслужили прозвище «генеральских» — основной их работой была перевозка штабных работников в инспекционных полетах. Для этого кабина самолета оборудовалась креслами, а на борт, как правило, загружались и командирская автомашина. В ВДВ Ан-72 не прижился — его грузоподъемность и вместимость не позволяли разместить боевую технику на парашютно-десантных платформах, а покидание самолета в воздухе было затруднено из-за сильного скоса потока и спутных струй за крылом. Отмечены были проблемы с откатной рампой, иногда заклинивавшей при открытии ее в полете. Кроме того, высадка воздушных десантов предпологалась массовой, а для этого лучше подходили Ил-76 и Ан-12.

 

Самолет был хорошо принят летчиками, оценившими его взлетно-посадочные качества, простоту и легкость в управлении, а за характерную «горбатость» очертаний получил среди острых на язык авиаторов прозвище «верблюд». (Hа заводе его называют «Чебурашкой» за характерный анфас с высокорасположенными двигателями большого диаметра.) В эксплуатации Ан-72 показал себя достаточно надежной и неприхотливой машиной. Серьезных неисправностей и дефектов после устранения «детских болезней» практически не наблюдалось. Вместе с тем его конструкция оказалась довольно «нежной», и ограничения по посадочной скорости и условиям аэродромов были введены еще в ходе испытаний. Более сложными по сравнению с самолетами предыдущих типов, Ан-72 нуждался и в более тщательном обслуживании. Особенно неудобным для работы оказалось высокое расположение двигателей, требующее использования громоздких стремянок.

 

Машина прошла напряженные эксплуатационные испытания в разных климатических условиях, в том числе арктических районах, высокогорье и на южных аэродромах. По их результатам возможности и область применения самолета Ан-72 были расширены. В перегрузочном варианте его масса была доведена до 34 тонн (хотя летчики-испытатели и отмечали при этом ухудшение управляемости, из-за чего полеты с такой массой рекомендовалось выполнять лишь опытным пилотам).

 

В ноябре 1983 г. летчиками-испытателями М.Поповым и С.Максимовым на Ан-72 были установлены мировые рекорды максимальной высоты полета 13410 м и высоты горизонтального полета 12980 м для самолетов этого класса. В 1985 г. летчик-испытатель С.Горбин на Ан-72 развил скорость 681,8 км/ч на замкнутом 2000-км маршруте.

 

По некоторым данным выпущено около 200 самолетов Ан-72 и его модификаций.

 

Кодовое обозначение НАТО — Coaler-C (Угольщик).

 

Летно-технические характеристики:

 

Двигатели:	Д-36
Взлётная тяга, кгс:	2×6500
Габариты, м:	размах крыла — 31,89 длина — 28,068 высота — 8,65
Площадь крыла, м2:	102
Габариты грузовой кабины, м:	длина (без рампы) — 10,50 ширина (по полу) — 2,15 высота — 2,20
Масса, т:	пустого — 19,05 взлётная нормальная — 27,5 взлётная максимальная — 34,5
Запас топлива, кг:	12950
Масса коммерческой нагрузки, максимальная, кг:	7500
Скорость, км/ч:	максимальная — 720 крейсерская — 550–600
Дальность полёта, км:	с максимальной нагрузкой — 1000 перегоночная — 4300
Практический потолок, м:	10100
Длина разбега, м:	620
Длина пробега, м:	420
Экипаж, чел.:	3