НК-4 первым прошел стендовые испытания. Двигатели этого типа и установили не только на трех Ан-10 и двух Ан-12, и лишь затем — на Ил-18. Но как только ТВД АИ-20, созданный украинскими моторостроителями, прошел стендовые испытания, его сразу же примерили к Ан-10 и Ан-12. Политики сделали свое дело: украинские самолеты должны летать с украинскими моторами!
Впервые с дефектами НК-4 столкнулись в начале эксплуатации Ил-18, омраченной катастрофой 5 мая 1958 года. В тот день потеряли первый Ил-18А, проходивший войсковые испытания во 2-й авиационной Краснознаменной дивизии особого назначения.
В тот день самолет, имевший налет 62 часа, вылетел из аэропорта Шереметьево с семью членами экипажа и тремя представителями завода № 30. Тренировочный полет закончился трагически. При заходе на посадку лайнер упал около деревни Шереметьево и взорвался. Правительственная комиссия, расследовавшая летное происшествие и возглавлявшаяся маршалом Н.С. Скрипко, предположила, что катастрофа произошла из-за отрицательной тяги винта второго двигателя, возникшей при переходе его лопастей на нулевой угол установки.
Летные исследования, проведенные в ходе государственных испытаний, с имитацией отказа НК-4 и регулятора винта Р-68 позволили выработать соответствующие рекомендации для рядовых пилотов. Поэтому подобных инцидентов с Ан-10 не было. В то же время, несмотря на успешное завершение государственных испытаний, опытная эксплуатация Ил-18 задерживалась из-за массовых отказов ТВД НК-4. Достаточно сказать, что с 7 марта по 3 декабря 1958 года со всех Ил-18 сняли 20 двигателей, из них досрочно — 16. Средний налет на каждый досрочно снятый двигатель не превышал 60 часов при заводской гарантии — 200 часов. Главной причиной оказались не заложенные в него технические решения, а производственный брак авиамоторного завода № 24.
В 1958 году разборка двенадцати НК-4 показала, что десять двигателей вышли из строя из-за производственных дефектов. Согласно распоряжению Совета Министров от 15 июля и приказу ГКАТ от 28 июля 1958 года в ОКБ-240 разработали вариант Ил-18А с ТВД АИ-20, для отработки которого выделили третью серийную машину. Ее испытания начались в сентябре того же года.
Тем временем к ноябрю 1958-го завод № 30, выполняя декабрьское 1957 года постановление правительства, сдал ГВФ 17 лайнеров Ил-18 с ТВД НК-4. Всего же к январю 1959 года серийный завод построил 27 Ил-18 с этими двигателями. Тогда еще не было известно, на каком же двигателе остановит свой выбор правительство. Я не оговорился, поскольку в Советском Союзе такие задачи считались политическими и решались не заказчиком, а правительством.
5 января 1959 года главный конструктор Н.Д. Кузнецов писал заместителю председателя Совета Министров Д. Ф. Устинову, что сравнительные испытания двух Ил-18 с двигателями НК-4 и АИ-20 подтвердили технические преимущества НК-4. За счет меньшего веса НК-4 самолет с ними был на 700 кг легче по сравнению с машиной, оснащенной АИ-20. Экономичность лайнера с НК-4 оказалась выше на четыре-пять процентов, что на дальности 3000 км позволяло сберечь около 400 кг горючего. Учитывая только меньший вес НК-4 и его лучшую экономичность, платная нагрузка на самолете с ним может быть на 1100 кг больше, чем с АИ-20.
Говоря об Ил-18 с двигателями АИ-20, следует отметить, что на них отсутствовал автономный запуск, имевшийся на машинах с НК-4. В последнем случае для запуска АИ-20 требовалось разместить на самолете электрические аккумуляторные батареи весом около 170 кг, поскольку размещение на отечественных самолетах вспомогательных силовых установок не практиковалось. Из-за воздушных винтов большего диаметра существенно выше был и шум в кабине.
10 января 1959 года новенький Ил-18А с двигателями НК-4, два дня назад принятый с завода экипажем пилота М.Е. Заики, вылетел из Внуково в Баку. Спустя 15 минут на высоте 5500 метров экипаж почувствовал сильный глухой удар, сопровождавшийся вздрагиванием лайнера и запахом гари. Через окно увидели, что на второй силовой установке вырвало центральную часть смотрового лючка заднего узла подвески ТВД.
Экипаж, введя винт второго ТВД во флюгерное положение, начал аварийное снижение и включил огнетушители. Затем началась тряска машины с последующим отрывом второго двигателя. Снизившись до 200 метров, экипаж на трех моторах привел израненную машину в аэропорт Внуково.
Со следующего месяца прекратили эксплуатацию «Илов» с ТВД НК-4, и до конца года самолеты дорабатывали, заменяя их АИ-20. Но, как показал последующий опыт, пользы это не принесло. Например, в 1960-м простои Ил-18 составили 5157 самолето-суток, хотя в следующем году этот показатель снизился до 1821. В то же время С. В. Ильюшин и Н. Д. Кузнецов продолжали настаивать на использовании на Ил-18 доработанных двигателей НК-4А, ведь выгода от этого была очевидна.
Тогда никто и предположить не мог, что это скороспелое решение приведет к многочисленным отказам и катастрофам не только Ил-18, но и самолетов Ан-10 и Ан-12. Преимуществом новой силовой установки были лучшие взлетные характеристики машины, но, как уже говорилось, это привело к увеличению уровня шума до 104–120 дб.
В июне 1960 года начальник Главного управления ГВФ Е.Ф. Логинов направил в ЦК Компартии Украины письмо, где, в частности, сообщал, что «опыт эксплуатации двигателей АИ-20 на самолетах Aн-10 и Ил-18 показал их ненадежность. За 1959 год по конструктивным и производственным дефектам досрочно сняли 92 мотора, а за пять месяцев 1960-го — 56».
Чтобы не прерывать повествование, отмечу, что в июне 1963 года Е.Ф. Логинов в докладе, посвященном итогам предшествующих четырех месяцев эксплуатации Ил-18, сообщал в комиссию Президиума Совета Министров СССР по военно-промышленным вопросам:
«…за период, истекший после выхода решения комиссии, <…> от 30 января 1963 г. <…> 235-му отдельному авиаотряду передано семь новых Ил-18. На всех самолетах установлены двигатели АИ-20 новой специальной сборки с бронзовым сепаратором подшипника турбины. Наработка каждого из этих двигателей еще не превышает 100 часов.
До установки двигателей АИ-20А новой сборки в течение января — апреля сего года досрочно сняли с эксплуатации из-за конструктивно-производственных недостатков 15 двигателей. После установки <…> АИ-20А новой сборки <…> их надежность повысилась.
Согласно решению ВПК от 30 января 1963 г. завод № 19 <…> обязан был изготовить для <…> Ил-Л8 235-го отдельного авиаотряда ГВФ 60 двигателей АИ-20А новой сборки в течение января — апреля сего года. Всего получено 65 двигателей такой сборки. Из этого количества было снято:
— 9 двигателей по подозрению на прожог беговой дорожки подшипника вала винта…;
— 3 двигателя из-за появления на масляных фильтрах стальной и бронзовой стружки (при разборке их на заводе № 19 причин появления стружки не установлено);
— один двигатель поврежден при перевозке из Перми в Москву.
Следовательно, всего поставили 52 двигателя, пригодных для эксплуатации.
С 22 апреля <…> поставка двигателей новой сборки прекращена в связи с переходом к производству <…> АИ-20К…».
Самым тихим самолетом считался Ил-18. Уровень шума на местности, создаваемый Ил-18, достигал 117 дб, а у Ан-10 с теми же двигателями — 122 дб, у Ту-104 — 120–122 дб.
Для сравнения у турбовинтового лайнера «Вайкаунт» компании «Виккерс» уровень шума не превышал 94 дб.
Второй опытный и одновременно первый серийный Ан-10 (заводской № 01–01) получил бортовой индекс СССР — Л5723. Государственные испытания проводили ведущие летчики-испытатели Кузнецов и Федоров, инженер Сорокин, штурманы-испытатели Житник, Н.С. Зацепа, Васильев. Облетали самолет летчики НИИ ВВС Э.В. Голенкин, И.А. Азбиевич, Н.Я. Яковлев, С.Г. Дедух и ГВФ Захаревич. По итогам государственных испытаний, завершившихся в июне 1959 года, машину рекомендовали к серийному производству.
Большинство дефектов, выявленных в ходе испытаний Ан-10, могли быть довольно быстро устранены в серийном производстве. Но два из них потребовали дополнительных и продолжительных исследований. Довольно быстро обнаружилось, что при достижении скорости, соответствующей числу М = 0,62, возникала небезопасная тряска всей машины. Введенное ограничение по скорости несколько ухудшило летные характеристики машины, так как силовые установки имели неиспользованный запас мощности. Вторым неприятным моментом явился недостаточный запас продольной устойчивости на этапе предпосадочного планирования.
В чем это выражалось? В процессе захода на посадку с выпущенными закрылками, при незначительной, но резкой «даче» (жаргонное выражение летчиков, означающее отклонение командных органов управления. — Прим. авт.) штурвала от себя имел место «клевок», и от летчика на этом ответственном этапе полета требовались дополнительное внимание и более точный расчет.
Тем временем испытания Ан-10 продолжались. 9 января 1958 года в полете со снижением с работающими на номинальном режиме двигателями на высоте 5500 метров была достигнута скорость 790 км/ч, что соответствовало числу М = 0,71. При этом в поведении машины никаких отклонений не обнаружили. Это радовало, но три месяца спустя, 18 апреля, во время испытательного полета (командир И.Е. Давыдов) сломался левый закрылок. Потерявший управление самолет с большим креном стал терять высоту, и лишь на 500 метрах удалось выйти из опасного положения и посадить самолет на аэродром. Видимо, это был не единичный случай, поскольку в августе 1961 года для предупреждения летных происшествий было предложено доработать закрылки, устранив конструктивно-производственные дефекты.
29 апреля 1958 года потеряли первый Ан-10 (четвертый серийный экземпляр № 02–02). Во время испытательного полета в Воронеже отказали оба двигателя АИ-20 на правой плоскости. При вынужденной посадке самолет разрушился и загорелся. Из пяти членов экипажа погиб бортинженер Захаров. Летчики Ларионов и Шевкуненко получили легкие повреждения. Виновными, как всегда, оказались летчики, севшие за штурвал самолета без предварительной летной проверки и рекомендаций по пилотированию самолета в особых случаях, связанных с заходом на посадку и уходом на второй круг на двух двигателях.
27 апреля 1959 года Ан-10 выполнил свой первый технический рейс, и ровно через месяц состоялся рекламный полет по маршруту Киев — Москва — Тбилиси — Адлер — Харьков — Киев. Рекламировать было что. По расчетам, стоимость перевозки одного пассажира получалась значительно ниже, чем на Ту-104А, главным образом, из-за большей пассажировместимости. Это давало основание считать Ан-10 одним из самых рентабельных самолетов. Но уже у Ту-104Б, перевозившего до 100 человек, экономичность стала выше, чем у «Ан». Следует отметить, что высокая экономичность Ту-104Б имела место лишь при полетах на больших высотах. Ан-10 оказался выгодным при полетах как на средних, так и на сравнительно малых высотах.
22 июля 1959 года началась эксплуатация лайнера в Аэрофлоте на трассе Москва — Симферополь. В этом же году в производство запустили первую модификацию — Ан-10А с удлиненным фюзеляжем и двигателями АИ-20А, а затем АИ-20К. Машина выпускалась в двух вариантах. Сначала на 89 и 100 пассажирских мест, впоследствии их число довели до 118, потом и до 132.
Эксплуатация Ан-10 на авиалиниях продолжалась недолго, поскольку выявились серьезные конструктивные и производственные дефекты.
С августа 1959 года на всех выпущенных Ан-10 начали первую крупную доработку. В частности, требовались изменения в носовой части фюзеляжа, заключавшиеся в установке на ней противошумового пояса, перемещение кухни, переделка противообледенительных систем крыла и оперения, а также противопожарных устройств крыла и двигателей. Необходимо было заменить шасси, закрылки, хвостовые части крыла. Значительной доработке подверглась электросистема. Если углубиться в полный перечень дефектов, то невольно хочется задать вопрос: а не проще ли было построить новые самолеты?
К 1960 году на аэродроме завода в Воронеже скопилось 26 самолетов Ан-10 и Ан-10А ГВФ. Для их доработки в течение шести месяцев требовалось 1490 человек, что составляло 21 процент всей мощности завода! Дорабатывались не только гражданские, но и военные машины. Например, в ВВС лишь в феврале 1961 года приступили к нормальной эксплуатации Ан-10 и Ан-10А.
В январе 1960 года O.K. Антонов предложил разработать модификацию Ан-10Д. По этому поводу он писал: «Опыт эксплуатации турбовинтового пассажирского самолета Aн-10 на воздушных линиях Аэрофлота (на 1 января 1960 г. в Аэрофлоте эксплуатировалось 26 машин из 58 выпущенных заводом № 64. — Прим. авт.) выявил наличие значительных резервов:
1. Увеличение дальности. Использование свободных отсеков крыла для размещения баков с горючим повышает дальность серийного Ан-10 до 3 650 км. Эта работа в ОКБ уже проведена, и самолет будет выпущен заводом № 64 в первом квартале 1960 г. Использование отъемных частей крыла в качестве кессон-баков дополнительно увеличивает дальность до 4400 км.
2. Повышение числа пассажирских мест. Сейчас серийный Ан-10 имеет 100 пассажирских мест I класса. При полетах продолжительностью 2–3 часа целесообразно размещать кресла по «туристскому» варианту. При этом может быть размещено до 124 пассажиров.
3. Повышение скорости. Налаживание серийного производства на заводе № 64 привело к улучшению внешней поверхности самолета, которая стала более гладкой. Вместе с некоторыми мероприятиями, проводимыми ОКБ, эти улучшения в сумме повысили максимальную скорость серийного Ан-10 с 675 до 705–710 км/ч, причем соответствующим образом выросла и крейсерская скорость. Дополнительное увеличение скорости и экономичности самолета может быть получено за счет применения лопастей винтов из стекловолокнистого пластика.
4. Повышение комфорта, снижение шума достигаются за счет увеличения размаха центроплана примерно на метр. Большие размеры центрального салона позволяют устраивать в полете киносеансы. Такой опыт многократно проделан нами на линейном самолете Ан-10 № 11171 и получил единодушное одобрение пассажиров и экипажей.
В целом осуществление перечисленных предложений повысит коммерческую отдачу самолета Ан-10 примерно на 30 процентов».
Но проект Ан-10Д так и остался на бумаге.
26 февраля 1960 года потеряли второй Ан-10. При заходе на посадку в районе аэропорта Львова потерпел катастрофу самолет с опознавательным знаком СССР — 11180. Как выяснилось позже, причиной трагедии стало обледенение стабилизатора и, как следствие, резкое снижение эффективности руля высоты. Полеты на Ан-10 и Ан-10А прекратили до их оборудования надежными противообледенительными системами (ПОС) на заводе в Воронеже.
Воздушно-тепловая ПОС, использующая теплый воздух от компрессоров двигателей, служила для обогрева носков крыла, воздухозаборников двигателей и остекления фонарей кабин экипажа. Для борьбы с обледенением киля, стабилизатора, лопастей, коков воздушных винтов, приемников воздушного давления (ПВД) и лобовых стекол кабины экипажа использовали электротермические устройства.
Одновременно с этим в Воронеже в пассажирские варианты дорабатывались и грузовые Ан-10.
В 1961 году на серийном Ан-10А заменили подфюзеляжный киль и шайбы горизонтального оперения двумя подфюзеляжными килями. Их разместили в корме, в зоне, где зародившиеся воздушные вихри отрывались и тем самым не только оказывали влияние на аэродинамические характеристики, но и вызывали неприятную вибрацию самолета. Эффект от этой, в общем-то незначительной, модернизации не заставил себя ждать.
Летные испытания, проведенные в НИИ ВВС с 5 по 30 сентября 1961 года, показали, что тряска самолета стала проявляться на большей скорости полета, соответствующей числу М = 0,702. Улучшились характеристики продольной устойчивости по перегрузке при заходе на посадку. В то же время сохранился недостаток, присущий предыдущим машинам, отклонение руля направления на угол 16–18 градусов сопровождалось тряской оперения. Самолет облетали летчики-испытатели НИИ ВВС А.Г. Терентьев, А.К. Стариков, А.Я. Брыксин и ГосНИИ ГВФ Возняков. В НИИ ВВС летчик Э.В. Голенкин проводил испытания Ан-10 на срыв, доводя машину до критических углов атаки.
Высокоплан Ан-10 с фюзеляжем очень большого диаметра по тем временам заметно отличался от всех существовавших пассажирских машин. Данная схема, как показали исследования, проведенные в гидроканале филиала ЦАГИ, обеспечивала посадку самолета на водную поверхность с устойчивым глиссированием даже при сильном волнении. При этом лопасти воздушных винтов не касались воды. Но за время эксплуатации Ан-10 и даже Ан-8 и Ан-12 данное свойство машин проверить так и не довелось. К сожалению, эти качества не способствовали повышению его надежности.
Летные испытания «Украины» сопровождались частыми авариями. Первая серьезная авария произошла 22 июля 1957 года, вскоре после демонстрации самолета в аэропорту Внуково. При посадке на аэродроме ЛИИ сложилась правая стойка шасси, не вставшая на замок.
21 февраля следующего года на заводском аэродроме Святошино (Киев) летчики Давыдов и Калинин, совершая аварийную посадку с работающим на полную мощность третьим двигателем, ошиблись в расчете и разбили машину. Были разрушены левые консоль крыла и мотогондола, получили повреждения фюзеляж и левая стойка шасси. На этот раз Ан-10 требовал более продолжительного ремонта.