Як-40 — первый в мире трёхдвигательный турбореактивный пассажирский самолёт 3-го класса для местных авиалиний, разработанный в СССР в 1960-е годы.
История создания
Постановление Совета Министров СССР о создании самолёта для замены Ил-12 и Ил-14 вышло в 1960 году. Проект Як-40 разработан в ОКБ Яковлева в 1964 году.
До Як-40 ОКБ А. С. Яковлева никогда не занималось проектированием многоместных пассажирских самолётов, основным направлением ОКБ были учебные, боевые и спортивные самолёты. Появление на местных авиалиниях самолёта Як-40 позволило заменить летавшие долгое время на внутренних советских линиях устаревшие поршневые самолёты Ил-12, Ли-2 и Ил-14Авиационная энциклопедия «Уголок неба». Як-40..
При проектировании самолёта перед конструкторами стояла задача найти компромисс между надёжностью, обеспечивающий высокую безопасность полёта, и экономичностью, также непритязательность к аэродрому и современный комфорт для пассажиров. Як-40 не нуждается в аэродромных передвижных трапах, в хвостовой части предусмотрен откидной посадочный трап.
Опытный образец построен в 1965 году, лётные испытания начались в 1966 году: 21 октября состоялся первый полёт «Як-40» с тремя двухконтурными турбореактивными двигателями (ТРДД) АИ-25. Пилотировали машину лётчики-испытатели А. Л. Колосов, Ю. В. Петров. Тогда же самолёт был запущен в серийное производство на авиационном заводе в Саратове, а первые самолёты были переданы «Аэрофлоту».
Первые регулярные рейсы Як-40 начались из аэропорта Быково, что нашло отражение в гербе городского поселения Быково Раменского района Московской области в 2009 году.
Самолёты первых выпусков имели 24 пассажирских места. Некоторое время самолёт выпускался с взлётной массой и числом мест 27. Дальность полёта составляла (с резервами топлива). Позднее приступили к выпуску улучшенного варианта с взлётной массой 16,1 т и числом мест 32. На этой модификации удалось увеличить дальность полёта. Схема с прямым крылом и кормовой установкой трёх двигателей, средний из которых оснащён реверсивным устройством. Возможен горизонтальный полёт с одним из трёх двигателей.
На середину 1972 года самолёты Як-40 налетали более 150 миллионов километров и перевезли около 7 миллионов пассажиров«Як-40», документальный фильм. Режиссёр Б. Р. Небылицкий. ЦСДФ, 1972 год.
С 1975 года начал выпускаться вариант самолёта Як-40К для грузовых и смешанных перевозок. Максимальная коммерческая нагрузка на нём была увеличена до 3200 кг. Одновременно с пассажирскими вариантами выпускался административный вариант самолёта с салонами 1-го и 2-го класса. Серийное производство самолёта было прекращено в 1981 году из-за перехода завода-изготовителя на производство нового самолёта Як-42. Ещё одной причиной явилась начавшаяся в стране кампания экономии. Реактивный самолёт, перевозивший всего два-три десятка человек на небольшие расстояния, стал экономически невыгодным. Последний экземпляр Як-40 заводской номер 9840459 был построен для Закарпатского машиностроительного завода в январе 1982 года. Первое массовое списание лайнеров состоялось в конце 1980-х годов. В 1990-е годы сложности с приобретением новой техники и сравнительно низкие цены на авиационное топливо сделали Як-40 востребованным самолётом, многие из них в эти годы использовались в качестве корпоративного и VIP-транспорта. В 1992 году на Смоленском авиационном заводе была организована доработка самолётов Як-40 в вариант Як-40Д с увеличенным объёмом топливных баков (6 т), а в 1996 — доработка самолётов Як-40 в административный вариант (установка радиооборудования для полётов по международным линиям, оборудование салона бизнес-класса, наружная окраска полиуретановыми эмалями). По мере старения авиапарка, роста цен на топливо, появления на рынке более экономичных и современных конкурентов, а также стремительного свёртывания региональных авиаперевозок самолёты типа Як-40 стали всё реже появляться в небе, а с начала 2000-х годов началось их массовое списание и вывод из эксплуатации.
Модернизация СибНИА
В 2012 году в СибНИА имени С. А. Чаплыгина начаты инициативные работы по ремоторизации Як-40. На одной из машин заменили сначала один, а позднее два двигателя на . 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.
Проект не предполагал участия ОКБ им. Яковлева, заявившего о незаинтересованности в работе над самолётом.
Впоследствии двухдвигательная машина стала основой для отработки элементов перспективного воздушного судна для региональных и местных авиаперевозок по заказу Минпромторга. В рамках соответствующих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) самолёт получил наименование демонстратора технологий СТР-40ДТ (самолёт турбореактивный 40 демонстратор технологии). Модернизированный Як-40 с новым крылом большего размаха и меньшей площади из композиционных материалов и с законцовками (винглетами), с дальностью, увеличенной с 3-х до 5 тысяч км, при значительно большей скоростиКомпозитный аналог Як-40 взлетит в конце 2017 года .
Заявленная цель проекта — отработка технологий, использованных в ТВС-2ДТС (ЛМС-9), для скоростных самолётов. Начало лётных испытаний было запланировано на конец 2017 года. Позднее сроки перенесены на 2019 год.
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.
4 декабря 2018 года СТР-40ДТ впервые взлетел с заводского аэродрома Новосибирского авиационного завода имени В. П. Чкалова — Ельцовка. Машиной управлял экипаж во главе с командиром Игорем Мосейкиным, руководителем авиационного сертификационного центра СибНИА.
В апреле 2017 года научный руководитель СибНИА Алексей Серьёзнов сообщил, что специалисты института планируют изготовление композитного фюзеляжа самолёта, что позволит создать полностью композитный прототип Як-40.
В июле 2019 года СибНИА завершил работы над самолётом на базе ЯК-40. Установленные два двигателя вместо трёх и цельнокомпозитное крыло позволило увеличить крейсерскую скорость до 700 километров в час вместо 500 км/ч у ЯК-40 и снизить расход топлива до 560—590 килограммов в час вместо 1150. Созданный летающий прототип, согласно СибНИА, соответствует заданным требованиям программы МинПромторга.
Конструкция и общие сведения о самолёте Як-40 — ближнемагистральный самолёт, предназначенный для перевозки пассажиров и грузов. Состав экипажа: командир ВС, второй пилот, бортмеханик и бортпроводник. Самолёт представляет собой цельнометаллический моноплан с низкорасположенным прямым крылом, Т-образным хвостовым оперением и трёхопорным шасси, убирающимся в полёте. В хвостовой части расположены три турбореактивных двигателя и вспомогательная силовая установка. Средний двигатель оборудован реверсивно-тормозным устройством, уменьшающим посадочную дистанцию самолётаЕ. М. Гурьянова. Конструкция и летная эксплуатация самолёта Як-40. Конспект лекций..
Планер Фюзеляж представляет собой цельнометаллическую конструкцию типа полумонокок. В поперечном сечении фюзеляж имеет круглую форму, а в хвостовой части эллиптическую. Фюзеляж технологически разделён на три части: носовая, средняя и хвостовая. Фюзеляж между шпангоутами № 2 и № 33 герметичный.
В носовой герметичной части фюзеляжа расположены кабина экипажа и отсеки оборудования, в средней части находится пассажирский салон, в хвостовой части — багажное отделение, гардероб, буфет, туалет, входной трап с нишей и отсек среднего двигателя.
В носовой негерметичной части фюзеляжа размещена передняя стойка, в хвостовой части к фюзеляжу крепятся оперение, пилоны с двигателями, средний двигатель и трап для входа пассажиров. Под полом пассажирского салона проходят тяги управления, электро- и радиопроводка, трубопроводы, а также размещены антенны радиооборудования. Носовой кок является радиопрозрачным обтекателем антенны метеолокатора. К хвостовому коку крепятся два щитка реверсивно-тормозного устройства.
Пол пассажирской кабины выполнен из стеклотекстолитовых панелей с сотовым заполнителем. Пол кабины экипажа и пол пассажирской кабины над крылом зашит гладкими дюралевыми листами. Окна пассажирской кабины круглые, имеют по два стекла: внутреннее толщиной 6 мм и наружное толщиной 3 мм. Фонарь кабины экипажа имеет семь окон, два из которых являются форточками.
Задний входной трап расположен в негерметичной зоне фюзеляжа. Управление трапом электрогидравлическое или ручное. На самолёте имеются следующие двери и люки: входная дверь на шпангоуте № 33; верхний аварийный люк в фонаре кабины экипажа; аварийная дверь в пассажирском салоне; три аварийных люка пассажирском салоне; дверь кабины экипажа.
Крыло
Крыло самолёта прямое, большого удлинения, состоит из двух консолей кессонной конструкции. По виду в плане крыло трапециевидной формы. Часть консоли крыла загерметизирована и является топливным кессоном. Носовая часть каждой консоли оборудована воздушным противообледенительным устройством. Основной силовой набор крыла: носовая балка, передний и задний лонжероны, стрингеры, и элементы поперечного набора — нервюры. Обшивка конструкции выполнена из дюралюминиевых листов. В корневых частях консолей сделаны вырезы под нишу, где в убранном положении размещаются амортизационная стойка и колесо главной опоры шасси. Отсек консоли крыла между носовой балкой и передним лонжероном используется для размещения агрегатов топливной системы. На концах каждой консоли установлены законцовки с бортовыми аэронавигационными огнями и двумя съёмниками статического электричества. Стыковка консолей производится по оси симметрии самолёта.
Механизация крыла — на каждой консоли расположены три выдвижных закрылка и две секции элерона с триммером на правой корневой секции. Элероны — расположены у задней кромки крыла на его концах и отклоняются одновременно в противоположные стороны для создания крена. На каждой консоли установлены корневой и концевой элероны. Элероны имеют весовую балансировку и аэродинамическую компенсацию. Закрылки — однощелевые, выдвижные, расположены в хвостовой части крыла. Для обеспечения синхронности выпуска и уборки все закрылки кинематически связаны между собой.
Хвостовое оперение свободнонесущее, однокилевое, Т-образное с высокорасположенным стабилизатором.
Вертикальное оперение состоит из киля и руля направления, снабжённого триммером. Горизонтальное оперение — стабилизатор и руль высоты. Киль и стабилизатор двухлонжеронной конструкции. Носовые части киля и стабилизатора выполнены с воздушным противообледенительным устройством. Стабилизатор переставной в полёте, угол установки может меняться от +3 до −6 градусов. Рули высоты и направления однолонжеронной конструкции, имеют осевую аэродинамическую и весовую балансировку.
Шасси Шасси самолёта Як-40 выполнено по трёхопорной схеме и состоит из двух главных и одной передней опоры. Передняя опора крепится в носовой части фюзеляжа и убирается вперёд по полёту в фюзеляж, в нишу шасси, расположенную в отсеке под кабиной экипажа. Основные опоры установлены в корневых частях консолей крыла и в полёте убираются по направлению к оси фюзеляжа. Амортизация опор воздушно-гидравлическая.
Передняя опора, с рычажной подвеской колёс, поворотная. Колесо нетормозное. Отсек передней опоры закрывается створками. Управление поворотом колеса передней опоры производится от гидросистемы, педалями руля направления.
Основные опоры шасси рычажного типа и состоят из амортизационной стойки, колеса, складывающегося подкоса с замками выпущенного и убранного положения. Колёса основных стоек снабжены тормозами и антиюзовым автоматом.
Управление выпуском и уборкой шасси электрогидравлическое.