Дальнемагистральный пассажирский самолет Ил-18 (первый).

Дальнемагистральный пассажирский самолет Ил-18 (первый).

Разработчик: ОКБ Ильюшина
Страна: СССР
Первый полет: 1947 г.

Весной победного 1945 года, во время постройки первого опытного самолета Ил-12, С.В.Ильюшин приступил к проектированию многоместного дальнего пассажирского самолета Ил-18, на который предполагалось установить четыре мощных авиационных дизеля АЧ-72 А.Д.Чаромского.

Новый самолет должен был обеспечить перевозку 60-65 пассажиров на расстояние до 5000 км с крейсерской скоростью 450 км/ч на высоте 7500 м и эксплуатироваться совместно с парком самолетов Ли-2 и Ил-12, параметры и летно-технические характеристики которых наиболее полно соответствовали условиям эксплуатации на авиалиниях малой и средней протяженности. Предполагалось, что относительно небольшое число самолетов Ил-18 будет совершать беспосадочные полеты по наиболее протяженным внутренним и зарубежным воздушным линиям, например, по таким авиамагистралям как Москва — Закавказье, Москва — среднеазиатские республики, Москва — промышленные районы Урала — Дальний Восток. По этим маршрутам в то время велось основное движение авиапассажиров, почты и грузов дальнего следования. Такой комплексный подход к формированию перспективного парка пассажирских самолетов ГВФ осуществлялся в Советском Союзе впервые.

По своему внешнему виду и многим конструктивным решениям новая машина напоминала первый вариант проекта высотного четырехдвигательного самолета Ил-12, но имела по сравнению с ним значительно большие геометрические размеры и массу.

Как и на Ил-12, аэродинамическая компоновка крыла обеспечивала высокое аэродинамическое совершенство и безопасность полетов самолета Ил-18, но стремление получить еще более высокие значения аэродинамического качества и крейсерской скорости полета обусловило применение на Ил-18 крыла с необычно большим, ранее не применявшимся на самолетах ОКБ, геометрическим удлинением, равным 12, и с довольно высокой в то время для самолетов такого класса удельной нагрузкой на крыло 310-340 кг/м2. Это потребовало при создании крыла решить ряд сложнейших инженерных задач, связанных с достижением при относительно небольших весовых затратах необходимой прочности и жесткости крыла, обеспечением требуемой критической скорости флаттера.

Взлетно-посадочная механизация крыла, состоявшая из щелевых закрылков Фаулера, и параметры колес шасси позволяли эксплуатировать самолет с бетонированных и грунтовых полос длиной менее 1000 м. Створки отсека основных опор самолета для уменьшения сопротивления и улучшения характеристик скороподъемности закрывались сразу же после выпуска шасси.

Экипаж и пассажиры самолета Ил-18 размещались в герметическом фюзеляже, оборудованном вентиляционной системой с отбором воздуха для наддува кабины от турбокомпрессоров двигателей. Значительное увеличение числа пассажиров, объема перевозимого ими багажа и грузов потребовало применить на самолете фюзеляж с новыми размерами поперечного сечения его цилиндрической части. После увязки ряда вариантов компоновки самолета был выбран фюзеляж с круглым поперечным сечением диаметром 3,5 м, обеспечивающим высокую прочность и жесткость конструкции при ее минимальной массе, а также простоту изготовления фюзеляжа в производстве. Параметры фюзеляжа самолета Ил-12 потребовали для размещения багажно-грузовых помещений использовать часть полезной площади пассажирской кабины; в отличие от такого варианта выбранные размеры поперечного сечения фюзеляжа самолета Ил-18 позволяли оборудовать багажно-грузовые помещения в нижней части фюзеляжа под полом пассажирской кабины и тем самым обеспечить компактность самолета, возможность быстро получить другие варианты компоновки кабины без ее сложных конструктивных переделок (выбранный диаметр фюзеляжа оказался настолько удачным, удовлетворяющим большинству требований, что был использован еще раз, уже в середине 1950-х годов на новом самолете Ил-18 с турбовинтовыми двигателями, получившем всемирную известность).

Проектированию герметического фюзеляжа самолета Ил-18, имевшего объем около 130 м3, уделялось особое внимание. При его создании впервые в Советском Союзе были решены многие принципиальные вопросы проектирования герметических фюзеляжей большого объема, определены наивыгоднейшие формы герметичных перегородок и намечены пути обеспечения требуемой прочности, надежности и безопасности работы конструкции при многократных циклических нагружениях. Правильному решению возникавших вопросов способствовало постоянное стремление С.В.Ильюшина применять в конструкции планера самолета простые, поддающиеся точному прочностному расчету, силовые схемы. Это стремление получило особенно наглядное практическое воплощение в конструкции герметического фюзеляжа самолета.

Применение носовой части фюзеляжа сферической формы, наиболее выгодной для восприятия нагрузок от избыточного давления в герметичной кабине, а также применение герметичной перегородки такой же сферической формы в конце кабины и в отсеке передней опоры самолета определили характерный его внешний вид. Внимание проектировщиков было направлено на обеспечение надежности конструкций в течение всего срока службы самолета. Это прослеживается и на таком, на первый взгляд незначительном факте, как их подход к выбору формы выреза под окно в обшивке герметической кабины. Если в проекте первого варианта высотного самолета Ил-12 окна пассажирской кабины имели простую, хорошо освоенную в производстве прямоугольную форму, то в компоновочных чертежах самолета Ил-18 им была придана форма горизонтального овала. Однако при разработке рабочих чертежей было установлено, что при такой форме отверстий напряжения по их краю значительно возрастают, иногда до значений, превышающих напряжения, установленные для материала обшивки. Тогда по краю таких отверстий начинают образовываться трещины, которые при повторных циклических нагружениях, характерных для герметической кабины высотного самолета, быстро растут и могут привести к разрушению герметической кабины и гибели самолета. После этого овальная форма окна была заменена круглой со значительно более низким уровнем напряжений в обшивке, окружающей вырез.

Уже после завершения испытаний самолета Ил-18 с поршневыми двигателями в результате неправильного выбора формы выреза в герметической кабине произошло (в начале 1950-х годов) несколько тяжелых катастроф английских пассажирских самолетов «Комета» из-за образования трещины по краю выреза прямоугольной формы и разрушения герметической кабины на большой высоте. В герметичной части фюзеляжа самолета Ил-18 размещались кабины пилотов, радиста и бортмеханика, пассажирская кабина, туалеты, гардеробы, буфет, а также два багажно-грузовых отсека.

В основном варианте компоновки в пассажирской кабине самолета была предусмотрена установка 66 пассажирских кресел первого класса. Особенностью компоновки кабины являлась однотипность расположения и оформления пассажирских мест без характерного в то время для многих пассажирских самолетов такого класса искусственного выделения каких-либо мест за счет установки столиков, перегородок, расположения кресел по отношению к направлению полета, устройства купе. Интерьер пассажирской кабины — багажные полки, плафоны освещения, цветовая отделка бортов, оконной панели и потолка — отличался простотой изяществом. Именно при создании самолета Ил-18 с поршневыми двигателями впервые сложились основы характерного для ОКБ стиля оформления пассажирских кабин многоместных самолетов, который впоследствии стал называться стилем приятной простоты.

Кроме основного, были разработаны вариант пассажирской кабины на 40 высококомфортабельных мест и ночной вариант самолета на 28 спальных мест. Предусматривался и транспортный вариант самолета, приспособленный для применения в качестве десантного (90 бойцов-десантников) и грузового (8 т груза различных габаритов) самолета, а также для буксировки планеров. Для погрузки тяжелых грузов в этот самолет пол кабины над грузовыми люками, расположенными в нижней части фюзеляжа, выполняли в виде грузовых подъемных платформ, опускаемых до земли.

Летом 1945 года, после первых полетов опытного самолета Ил-12 с дизельными двигателями, было принято решение о замене на самолете Ил-18 дизелей АЧ-72 бензиновыми двигателями воздушного охлаждения АШ-73ТК с турбокомпрессорами ТК-19. Новые двигатели уже внедрялись в серийное производство под руководством А.Д.Швецова и имели взлетную мощность 1765 кВт (2400 л.с.) каждый. Двигатели приводили во вращение четырехлопастные автоматические воздушные винты АВ-16НМ-95 двойного действия.

Оборудование, устанавливавшееся на самолете Ил-18, позволяло эксплуатировать его днем и ночью в сложных метеоусловиях. Безопасность полетов в сложных метеорологических условиях обеспечивалась комплексом радионавигационных средств и защитой от обледенения стекол фонаря кабины пилотов, лопастей воздушных винтов, передних кромок крыла, стабилизатора и киля. Для проверки и оценки в полете эффективности работы в то время новой электротепловой противообледенительной системы было решено применить ее на Ил-18. Система состояла из нанесенных на наружную поверхность обшивки передних кромок крыла, стабилизатора и киля секций токопроводящей резины, нагревать которую предполагалось от четырех электрогенераторов, установленных на двигателях. Одновременно для этого самолета была спроектирована воздушно-тепловая противообледенительная система, аналогичная примененной на первых серийных самолетах Ил-12.

Летом 1946 г. постройка опытного самолета Ил-18 в варианте компоновки на 60 пассажирских мест (12 рядов кресел, по пять в ряду) была завершена. Двигатели АШ-73, установленные на опытном самолете, еще не имели турбокомпрессоров (их доводка несколько затянулась). Чтобы не терять времени, С.В.Ильюшин распорядился начать летные испытания самолета Ил-18 без турбокомпрессоров, с двигателями, имевшими высотность всего лишь 2000 м.

17 августа 1946 года экипаж во главе с ведущим летчиком-испытателем В.К.Коккинаки совершил на этом самолете первый полет. Его летная оценка самолета была высокой. При испытаниях было установлено, что взлет самолета прост. Разбег и уход в воздух протекали спокойно. При наборе высоты самолет был устойчив; сбалансированный триммерами, он шел без больших нагрузок на органы управления. В горизонтальном полете сбалансированный самолет шел по прямой с брошенным управлением на скоростях от 250 км/ч до максимальной. Управление продольное по нагрузкам было приятное, элеронами — легкое.

Планирование протекало спокойно. Посадка самолета была простой. В пробеге самолет был устойчив и не имел особенностей.

Высоко оценили испытатели и комфорт пассажирской кабины самолета. Шум в кабине самолета при работающих двигателях был значительно меньше, чем на самолетах Ли-2, С-47 и Ил-12. В зоне работающих двигателей можно было спокойно, не повышая голоса вести разговор с соседом. Система отопления в зимнее время обеспечивала нормальные, комнатные температуры по всему объему кабины.

Осенью 1946 года темпы проведения заводских летных испытаний Ил-18 замедлились. Причиной тому было отсутствие высотных двигателей АШ-73ТК с турбокомпрессорами. А без двигателей АШ-73ТК всеобъемлющая программа заводских летных испытаний опытного самолета Ил-18 не могла быть выполнена. Тем не менее заводские испытатели продолжали изучать особенности самолета, выявлять его сильные и слабые стороны.

Самолет Ил-18 с двигателями АШ-73 и винтами АВ-16НМ по своим летным данным являлся перспективным самолетом. Пятикратный запас прочности самолета гарантировал безопасность полетов в тяжелых метеорологических условиях. С полной полетной массой 42500 кг Ил-18 мог совершать длительный полет при трех работающих двигателях с набором высоты, а с полетной массой 3600 кг полет в горизонтальном режиме при двух работающих двигателях.

3 августа 1947 года во главе колонны пассажирских самолетов Ил-12 опытный самолет Ил-18 был продемонстрирован на воздушном параде в Тушине. Затем Ил-18 участвовал в различных испытательных программах. В 1948-1949 годах оборудованный специальным приспособлением он использовался как буксировщик тяжелого транспортно-десантного планера Ил-32. Эпизодические полеты самолета продолжались до начала 1950-х годов.

Опыт создания, постройки и испытаний самолета Ил-18 о поршневыми двигателями спустя почти десять лет оказал значительное влияние на проектирование турбовинтового самолета Ил-18, который хотя и сохранил название своего предшественника, но по существу являлся совершенно новым, выполненным на значительно более высоком техническом уровне пассажирским самолетом.

Создание пассажирских самолетов марки «Ил» с поршневыми двигателями, их доводка и эксплуатация вновь отразили такие характерные особенности творческой деятельности С.В.Ильюшина, как точное предвидение, четкое представление о назначении и особенностях эксплуатации нового самолета, настойчивость в достижении поставленной цели, его стремление довести созданную машину до высокой степени надежности и безопасности, немедленно устранить выявленные недостатки, возможно полнее учесть опыт эксплуатации при дальнейшем совершенствовании самолета. Работа над пассажирскими самолетами поршневыми двигателями, особенно над Ил-14, впервые ярко продемонстрировала и еще одну особенность творческой деятельности С.В.Ильюшина, которую сейчас принято называть системным подходом к процессу создания пассажирского самолета. Рассматривая пассажирский самолет как сложную систему, в которой одинаково важны все составляющие ее взаимосвязанные элементы, такие как аэродинамика, масса, прочность, конструкция, различные системы и оборудование, С.В.Ильюшин подчинял проектирование элементов этой системы главному — созданию самолета с заявленными летно-техническими данными, легкого и простого в пилотировании, обладающего высоким уровнем безопасности, надежности, комфорта, экономической эффективности, совместимого с существующим комплексом наземного обслуживания.

Указанные особенности творческой деятельности С.В.Ильюшина стали главными принципами, на основе которых формировалась система проектирования пассажирского самолета, обеспечивающая нахождение оптимального решения всей совокупности сложных и противоречивых проблем, связанных с его созданием. Ее главной составной частью является комплекс исследований по выбору основных параметров перспективного пассажирского самолета, который проводится совместно с научными, конструкторскими и эксплуатирующими организациями на основе тщательного изучения прогнозов роста объема авиаперевозок, обобщения опыта эксплуатации отечественных и зарубежных пассажирских самолетов, выявления основных тенденций в развитии гражданской авиации, определения путей дальнейшего совершенствования конструкции самолетов, их двигателей, систем и оборудования. После выбора наивыгоднейших основных параметров самолета, учитывающих все его, в том числе и противоречивые, свойства, на последующих этапах создания самолета проводятся теоретические, экспериментальные и опытно-конструкторские работы, связанные с достижением требуемого аэродинамического совершенства, весовой эффективности и прочности самолета, надежности его систем и оборудования, анализируется возможность применения новых конструктивных решений, материалов и технологических процессов. Они базируются на новейших для своего времени расчетных методах, всесторонних лабораторных, стендовых и, в случае необходимости, летных испытаниях.

Заложенная при создании пассажирских самолетов «Ил» с поршневыми двигателями, эта система проектирования продолжала развиваться, совершенствоваться и дополняться новыми элементами по мере накопления опыта проектирования новых типов пассажирских самолетов. Уровень ее совершенства оказал значительное влияние на высокую эксплуатационную эффективность последующих пассажирских самолетов с газотурбинными двигателями, созданных в ОКБ им.С.В.Ильюшина.

ЛТХ:

Модификация: Ил-18 (первый)
Размах крыла, м: 41,10
Длина самолета,м: 29,86
Высота самолета,м: 9,40
Площадь крыла,м2: 140,0
Масса, кг
-пустого самолета: 28490
-нормальная взлетная: 42500
-максимальная взлетная: 47500
Тип двигателя: 4 х ПД АШ-73ТК
-мощность, л.с.: 4 х 2400
Максимальная скорость, км/ч: 565
Крейсерская скорость, км/ч: 450
Практическая дальность, км: 4000
Практический потолок, м: 9000
Экипаж, чел: 5-6
Полезная нагрузка: до 66 пассажиров или 28 спальных мест или 90 десантников и до 7600 кг груза.

Ил-18 (первый) во время заводских испытаний, август 1946 года.

Ил-18 (первый) выруливает на старт.

Ил-18 (первый) на взлете.

Ил-18 (первый) в полете.

Кабина Ил-18 (первого).

Пассажирский салон Ил-18 (первого).

Ил-18 (первый). Рисунок.

Ил-18 (первый) в полете. Рисунок.

Проекции Ил-18 (первого). Рисунок.

Ил-18 (первый). Схема салона.

Ил-18 (первый). Схема.

Список источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.
Самолеты ОКБ имени С.В.Ильюшина. (под редакцией Г.В.Новожилова).
Ю.А.Егоров. Самолёты ОКБ Илюшина.
www.Avicopress.ru . Авиация. Самолет Ил-18 (Первый).
Журнал «Крылья Родины.» Ю.Егоров, И.Султанов. Ил-18.
Журнал «Крылья Родины.» Пассажирские самолеты АК им.С.В.Ильюшина.
Студия «Крылья России». Воздушные извочики.