Авиация и космонавтика 2016 04

По состоянию на 10 марта 1945 г. завод №30 получил от Главного конструктора все чертежи самолета Ил-16. Технологическим отделом завода проведен технологический контроль чертежей и по его замечаниям СКО завода было выпущено около 450 листков изменений («главным образом исправление ошибок и постановка недостающих размеров»). В цеха была спущена вся техническая документация. Из Куйбышева были получены «все детали сходные с Ил-10 (за исключением бронекорпуса)». К 10 мая планировалось изготовить лонжероны и нервюры центроплана и крыла, щитки центропланам крыла, центроплан, крыло и фюзеляж.

Как следует из доклада старшего военпреда УЗСиМ ГУЗ ВВС на заводе №30 инженер-подполковника Г.И. Фала- леева, на 30 мая первый летный экземпляр Ил-16 находился в стадии окончания монтажей в сборочном цехе завода №30. Предъявление готовых монтажей ожидалось 2-3 июня, после чего машина должна была перейти на площадку для проверки работы шасси и отстрела вооружения в тире.

Штурмовик Ил-16

На втором экземпляре состыковали бронекорпус с центропланом и хвостовой частью и вместе с крылом самолет передали в цех №19 для подготовки к статическим испытаниям, которые планировались провести 6 июня.

Для третьего экземпляра изготовили центроплан и хвостовую часть. Сборку консолей крыла предполагалось завершить 3-4 июня.

Тем временем в ЦИАМ прошел тор- сиографирование мотор М-43 зав. №4302, на котором были смонтированы два демпфера: «один роликовый, в большой шестерне редуктора, настроенный на 1½ гармонику, другой с качающимися грузами, с бифилярным подвесом, настроенный на 4½ гармонику, и расположенный на вале рядом с малой шестерней редуктора». Расчет демпферов был выполнен специалистами ЦИАМ, а конструированием и их изготовлением занимался завод №24.

Дело в том, что мотор М-43 имел коленчатый вал тех же размеров, что и мотор АМ-42 в варианте с усиленным валом и жесткой шестерней редуктора. Поэтому при неизменившихся весах поршней и шатунов система вала М-43 имела те же числа собственных колебаний, что и система вала АМ-42. Однако вследствие изменения номинального и взлетного режимов (повышенные обороты) и увеличения мощности мотора М-43, усилились те резонансы, которые на АМ-42 были еще не опасны.

Как следует из материалов исследований, в ходе торсиографирования мотора АМ-42 было установлено, что «при работе на винте диаметром 4,0 м резонанс 2-х узловой формы, вызываемый 1½ гармоникой, приходится на оборотах 2630 об/мин, а при работе на винте с диаметром 3,8 м приблизительно на 2850 об/мин». Эти условия были вполне допустимыми для мотора АМ-42 на взлетном режиме работы (то есть при оборотах 2500 об/мин), но для мотора М-43, учитывая его повышенную мощность, считались уже неприемлемыми. По утверждению специалистов ЦИАМ, «работа на винте диаметром 4,0 м не допустима, а на винте диаметром 3,8 м /.../ сопровождалась бы значительными напряжениями вала и усилением колебаний хвоста вала», что в значительной мере «нагружает привод к нагнетателю». Кроме того, «уже в вале АМ-42 значительные напряжения вызывались колебаниями 4½ порядка, вследствие приближения на максимальных оборотах к резонансу 3-х узловой формы». При этом «суммарные напряжения от наиболее сильных гармоник колебаний» в моторе без демпферов достигали ±660 кг/см2, что превышает допустимый предел ±600 кг/см2. В этой связи «для уменьшения напряжения вала и снижения уровня колебаний хвоста вала» предлагалось «смягчить или устранить резонансы 1½ и 4½ гармоник», что позволило бы «безопасно форсировать мотор по оборотам и облегчило бы условия работы привода нагнетателя». Бороться с 1½ и 4½ гармониками решили при помощи демпферов.

Торсиографирование мотора М-43 зав. №4302 проводилось на винте АВ-5Л-18Б диаметром 3,8 м по дроссельной характеристике в диапазоне 700-2450 об/мин и по внешней характеристике - 2300-2800 об/мин.

Выяснилось, что «роликовый демпфер в большой шестерне редуктора, настроенный на 1½ гармонику, работает на моторе М-43 хорошо, обеспечивая смещение резонанса на 3020 об/мин и снижение напряжений при 2600 об/мин от 1½ гармоники до ±110 кг/см2, вместо ±500 кг/см2 в двигателе без демпфера (в наиболее напряженной шатунной шейке)».

В то же время «демпфер, настроенный на 4|/2 порядок, работает не вполне удовлетворительно, вследствие больших углов колебаний грузов», хотя он и «понизил напряжения на 15% и сделал колебания 4,/2 порядка неустойчивыми». Для улучшения его работы считалось необходимым «увеличить его момент инерции не менее чем на 50% и обеспечить достаточно острую настройку всех грузов».

По результатам торсиографирова- ния рекомендовалось «для М-43 применение испытанных демпферов и одновременно смягчение привода к нагнетателю».

Однако при первых же гонках мотора М-43 с демпферами на первом экземпляре Ил-16 (экз. №1), рулежках и пробежках по аэродрому обнаружилась сильная тряска на самолете. Машину сразу же передали в ЦИАМ для выявления причин появления тряски.

Эта работа проводилась до 13 июня в 14-м отделе института, начальником которого был Р.С. Кисаношвили. Непосредственным руководителем был старший научный сотрудник В.К. Житомирский. Отчет утвердил начальник ЦИАМ профессор доктор технических наук В.И. Поликовский 15 июня.

Оказалось, что основной причиной тряски на самолете Ил-16 является резонанс подмоторной рамы под действием 1½ гармоники крутящего момента мотора АМ-43, наступающий при оборотах 1910 об/мин.

При резонансе подмоторная рама сильно колебалась из стороны в сторону в горизонтальной плоскости, значительно слабее в продольном направлении и совсем незначительно - в вертикальной плоскости.

На самолете Ил-10 с АМ-42 также наблюдался резонанс подмоторной рамы, но на более низких оборотах мотора - 1810 об/мин.

При этом амплитуда колебаний на самолете Ил-10 по абсолютной величине в 1,5 раза была меньше, чем на Ил-16. Это объяснялось тем, «что при более высоких оборотах 1½ гармоника вообще несколько сильнее и тем, что мотор АМ-43 мощнее АМ-42».

В выводах отчета указывалось, что: «1½ гармоника сильна на моторе АМ-43 и устранение ее из рабочего диапазона практически невозможно. Вследствие различия в нагрузке цилиндров 1,/2 гармоника на одних моторах может сказываться сильнее, чем на других».

Для уменьшения тряски на самолете Ил-16 рекомендовалось «уменьшить жесткость подвески мотора, что бы сдвинуть резонанс в область низких оборотов мотора».

После небольших доработок на Ил-16 (экз. №1) до конца месяца удалось выполнить два испытательных полета, из них второй полет - с уборкой и выпуском шасси. Летал шеф-пилот ОКБ-240 генерал-майор В.К. Коккинаки. Сильный реактивный момент от винта в сочетании с узкой колеей шасси создал значительные затруднения на взлете. В полете самолету недоставало продольной устойчивости. Самолет сильно трясло, мотор дымил, недодавал мощности, в масле была стружка и т.д. По этим причинам приняли решение передать самолет на завод №240 для доводки винтомоторной группы.