Экспериментальный самолет ЭМАИ-1 «Серго Орджоникидзе» («ЭМАИ-1-34», «Э-1»).
Разработчик: МАИ
Страна: СССР
Первый полет: 1934 г.
Сплав, получивший название «электрон», был первым в ряду магниевых сплавов, нашедших применение в самолетостроении и других областях техники. В 1932 году промышленность стала выпускать полуфабрикаты из «электрона»: литье, листы, профили и трубы. Для применения «электрона» в конструкции самолета необходимо было отработать его клепку, сварку, выколотку и штамповку. В 1933 году на одном из авиазаводов по инициативе его директора А.М.Беленковича в небольшой мастерской началась работа по освоению конструкций из «электрона». В это же время в Московском авиационном институте конструкторская группа, состоящая преимущественно из студентов, завершала проект первого цельноэлектронного самолета. Вся работа авиапредприятий и маевских конструкторов велась по принципу кооперации, закрепленному официальными договорами.
Авиационный завод отливал металл и прокатывал листовой и прутковый материалы. В августе 1933 года «электронная» мастерская переведена в более удобное помещение при экспериментальном цехе. Появились медники, приобрели кое-какой инструмент; в основном же инструменты изготавливали своими силами. Был составлен план работы мастерской.
Первой изготовлена нервюра крыла для статических испытаний, затем шпангоут № 1 и отсек лонжерона крыла. Медники освоили производство небольших деталей и узлов.
В первые месяцы брак при обжиме труб доходил до 80-90% и только после создания специальных приспособлений снизился до 70%. По нескольку раз приходилось переделывать детали, т.к. в местах деформаций возникали трещины. Технологами сделано множество приспособлений и устройств, обеспечивающих изготовление деталей без брака: гибочные машины, протяжки, трехвалки, специальные тиски с электроподогревом. Многие устройства выполнены на уровне изобретений — например, электрифицированные патроны для фасонного обжатия труб.
Вследствие малой пластичности нового сплава технология его обработки требовала разогрева металла до 280-290°С. Такую температуру необходимо было обеспечить и сохранять в процессе обработки детали. Кроме того, при сварке металла, горящего при нагреве, и его клепке брак не допускался, а готовые изделия требовали надежной защиты от коррозии.
Первое крупное изделие, выпущенное «электронной» мастерской, — монокок хвостовой части фюзеляжа, который при статических испытаниях показал вполне удовлетворительные результаты. После удачных испытаний мнение об «электроне» у многих работников промышленности изменилось.
В июле-августе 1934 года были изготовлены центральная часть фюзеляжа и крыло для статических испытаний, одновременно запущена в производство хвостовая часть фюзеляжа и крылья летного экземпляра.
После незначительных переделок в соответствии с протоколами статиспытаний (проводимых в ЦАГИ) в ноябре 1934 года работа по изготовлению первого цельноэлектронного самолета была завершена. Технологию изготовления самолета разработали С.М.Петров, С.М.Воронов, Л.С.Золотухин, Я.Е.Афанасьев и другие. В работе над самолетом принимали участие М.М.Пашинин, Л.П.Курбала, Н.М.Суматохина, Ф.П.Курочкин и другие студенты и сотрудники.
Конструкторы назвали свой самолет «Серго Орджоникидзе». Он имел несколько обозначений: «ЭМАИ-1», «ЭМАИ-1-34», «Э-1».
Проектно-конструкторские работы проводились под руководством С.И.Зоншайна (заместитель А.Л.Гиммельфарб, начальник строительства Н.Ф.Чехонин). В дальнейшем основное руководство всеми работами осуществлял А.Л.Гиммельфарб.
Экспериментальный самолет «ЭМАИ-1», построенный для отработки технологии изготовления узлов и агрегатов из «электрона», представлял собой свободнонесущий низкоплан с четырехместной закрытой кабиной .
Конструкция машины разнотипная (для апробации различных полуфабрикатов, выпуск которых только осваивался, и технологических приемов обработки «электрона»). Средняя и носовая части фюзеляжа вместе с центропланом ферменной конструкции склепаны из труб с обжатием их концов. Обшивка фюзеляжа и центроплана — из «электрона». Для клепки в процессе изготовления самолета использовались заклепки дюралюминиевые (из Д1), т.к. прочность и коррозионная стойкость «электронных» заклепок ставились под сомнение.
Крыло — однолонжеронное, полки лонжеронов крыла — тавровые, переменного сечения, стенки из «электронного» листа. Нервюры ферменные, из тонкого швеллерного профиля с кромками, отбортованными вовнутрь. Хвостовая часть фюзеляжа — в виде трубы с продольным набором и легкими шпангоутами, штампованными из листа. Конструкция отъемных частей крыла — по типу «Стигер» с трубчатыми раскосами между главным и вспомогательным лонжеронами. Полотняная обшивка крыла и оперения способствовала снижению массы пустого самолета, которая не превышала 700 кг. С двигателем мощностью 175 л.с. «ЭМАИ-1» имел максимальную скорость 227 км/ч, посадочную скорость 75 км/ч. «ЭМАИ-1» — первый в мире самолет из магниевого сплава. В процессе его изготовления всесторонне изучена и освоена технология обработки «электрона», в частности, электроподогрев материала, подогрев тисков, валков и роликов для обжатия, защита от коррозии, различные способы соединения деталей из «электрона».
Испытания самолета велись преднамеренно долго и всесторонне. Выполнено около 600 полетов в течение четырех лет. Было доказано, что при соблюдении требуемых условий эксплуатации сплавов «электрон» может применяться в самолетостроении, обеспечивая увеличение весовой отдачи самолета до 42%.
Для сравнения влияния условий эксплуатации на заводе был одновременно построен планер из «электрона». Его держали на открытом воздухе, и в результате коррозии менее чем через год он стал непригоден к полетам.
А.Л.Гиммельфарб участвовал также в разработке цельноэлектронной авиетки Э-2 «Клим Ворошилов». Конструктор Э-2 — выпускник МАИ М.Л.Бабад. Авиетка выполнена по схеме «свободнонесущий среднеплан», двигатель «Блекберн-Томит» (18 л.с.), впоследствии замененный более мощным «Анзани» (27 л.с.). Крыло прямоугольной формы в плане, с постоянным по размаху профилем и полукруглыми законцовками. Из «электрона» были выполнены обшивка однолонжеронного крыла, обшивка фюзеляжа и даже воздушный винт, склепанный из двух 10-миллиметровых листов. Излишнее применение «электрона» в конструкции (для обшивки, винта и т.д.) привело к тому, что масса самолета превысила расчетную. Единственный полет, выполненный на Э-2 известным летчиком-испытателем А.И.Жуковым, показал, что мощность двигателя не обеспечивает расчетных характеристик.
ЛТХ:
Модификация: ЭМАИ-1
Размах крыла, м: 12,00
Длина, м: 7,03
Высота, м: —
Площадь крыла, м2: 20,00
Масса, кг
-пустого самолета: 700
-максимальная взлетная: 1200
Тип двигателя: 1 х ПД «Salmson»
-мощность, л.с.: 1 х 75
Максимальная скорость, км/ч: 227
Продолжительность полета, ч.: 4
Практический потолок, м: —
Экипаж, чел: 4.
Самолет ЭМАИ-1 с закрытым капотом двигателем. 1937 г.
Самолет ЭМАИ-1 с закрытым капотом двигателем. 1937 г.
Самолет ЭМАИ-1 на повторных испытаниях. 1937 г.
Самолет ЭМАИ-1 в сборочном цехе.
Фюзеляж самолета ЭМАИ-1.
Хвостова часть фюзеляжа ЭМАИ-1.
ЭМАИ-1. Рисунок.
ЭМАИ-1. Схема.
ЭМАИ-1. Схема.
.
.
Список источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.
Ю.В.Макаров. Летательные аппараты МАИ.
Сайт «Уголок неба». 2008 страница: «МАИ ЭМАИ-1».