Созданный в 1947 году одномоторный биплан Ан-2 стал основой легкой авиации СССР и ряда других государств. Производство машины, получившей прозвище «Кукурузник», велось не только в Советском Союзе, но и в Польской Республике и Китае. Всего изготовлено не менее 18 тыс. самолетов в различных модификациях, причем сборка машин в Китае продолжается. Это достижение официально зарегистрировано в книге рекордов Гиннеса.
Ряд машин, находящихся в эксплуатации, имеет налет 20 тыс. часов и больше. Это говорит об огромном запасе прочности, который заложили конструкторы при создании самолета Ан-2.
История создания
Идея создания специальной машины, предназначенной для обработки сельскохозяйственных угодий, возникла еще до начала Великой Отечественной войны. С подобным предложением осенью 1940 года выступил молодой авиаконструктор О.К. Антонов. Конструкция самолета базировалась на основе опытной машины бипланной схемы ЛИГ-10, но отличалась применением трехкилевого хвостового оперения.
Проект был разработан в Ленинграде и получил название «Самолет №4». По доброй традиции техника имела гражданское и армейское предназначение. Руководство ВВС забраковало идею такой машины, сочтя самолет слишком медлительным.
Несмотря на неудачу О.К. Антонов продолжил усовершенствование проекта, которое велось и в военные годы. В 1944 году создается грузовой самолет-биплан «Везделет», в конструкции которого были учтены замечания Н.С. Хрущева.
Документация на машину пошла на экспертизу в НИИ ГВФ, но одновременно конструктор демонстрирует проект А.С. Яковлеву. Шеф не одобрил идеи своего заместителя, поэтому в начале осени 1945 года О.К. Антонов оставляет свой пост в КБ Яковлева и получает предложение возглавить филиал ОКБ в Новосибирске.
Одновременно приходит отрицательное заключение по «Везделету».
Новая неудача не обескуражила О.К. Антонова, который начинает усовершенствование проекта на новом месте. Документация передается А.С. Яковлеву, но уже как заместителю наркома авиационной промышленности СССР. Именно этот момент и становится точкой рождения будущего самолета Ан-2 – проект получает одобрение.
Для дальнейшей разработки машины создается специальное ОКБ-153, должность главного конструктора занимает Антонов.
Макет нового биплана, рассчитанного под поршневой мотор АШ-21, был построен в первые месяцы 1947 года. В то время машина носила обозначение СХ-1 (в ряде документов СХА).
После устранения обнаруженных замечаний началось строительство пригодного к полетам экземпляра. В процессе доработок в конструкцию вводились элементы, позаимствованные от серийных самолетов. Прототип Ан-2 построили летом 1947 года, после чего разработчики столкнулись с новой проблемой – трудностями с получением одобрения аэродинамики машины от ЦАГИ. Причиной стало неприятие концепции биплана, которая считалась на заре развития реактивной авиации бесперспективной.
Добиться разрешения смог только лично О.К. Антонов.
В августе 1947 года начались прогоны двигателя прототипа с различными версиями воздушного винта. Первый вылет состоялся в последний день августа, пилотом стал испытатель из НИИ ГВФ П.Н. Володин.
Полет прошел успешно, более того, об испытаниях в тот же день сообщили западные радиостанции, а машина получила по классификации НАТО код Colt (Жеребенок). Заводские испытания новой машины заняли два месяца, в ходе полетов применялись моторы АШ-62ИР и АШ-21.
Государственные испытания продолжались до конца лета следующего года, по результатам тестов машина получила привычное сегодня обозначение Ан-2. В качестве изготовителя был назначен завод №473, располагавшийся в Киеве. Опытный образец самолета был продемонстрирован широкой общественности в ходе авиационного парада в Тушино в 1948 году.
Серийное производство самолета Ан-2 началось в конце лета 1949 года в Киеве. В процессе дополнительных тестов выявились проблемы конструктивного и производственного характера, которые сдвинули начало отгрузки машин заказчикам до лета следующего года. Всего в 1950 году было собрано 46 самолетов.
Производство продолжалось до 1963 года, всего построили 3164 экземпляра Ан-2.
Завод поставлял машины сериями, состоявшими из 10 или 20 самолетов. Между производственными сериями имеются отличия в оснащении и конструкции. В 1966 году в Долгопрудном стартовало производство модернизированного варианта А-2М. Сборка продолжалась всего 5 лет, изготовили 506 машин.
Параллельно с 1958 года сборку машин вел авиастроительный завод в Польше, всего было изготовлено почти 12 тыс. экземпляров Ан-2. Последний польский самолет отгрузили заказчику в 2002 году. В это же время стартовало производство самолета в Китае. Сборка велась на заводе в Наньчане, а затем в Харбине и Шицзячжуане. Одновременно в Китае освоили производство двигателя для самолета. Сборка машин продолжалась как минимум до 2013 года.
Конструкция
Самолет Ан-2 имеет металлическую конструкцию фюзеляжа и каркаса крыльев. Несущие поверхности крыла и хвостового оперения имеют полотняную обшивку. Фюзеляж оснащен работающей обшивкой, закрепленной заклепками на силовом каркасе.
Конструктивно фюзеляж машины состоит из трех сегментов. В передней части фюзеляжа располагается 2-местная кабина пилотов, оснащенная дублированным управлением. В состав управления Ан-2 входят педали и штурвал с установленными на нем переключателями.
Кабина самолета Ан-2 смещена максимально вперед, что позволило обеспечить обзор передней и нижней полусферы. Остекление кабины выполнено из 3 мм плексигласа, закрепленного в стальном трубчатом каркасе.
Для обеспечения герметичности стекол использована специальная замазка.
На машинах поздних серий стал применяться электрический обогрев части стекол на левой передней части фонаря. Кресла летчиков Ан-2 расположены по ширине кабины, между ними есть узкий проход, в котором расположена панель управления силовой установкой. Связь рычагов и педалей с управляемыми плоскостями комбинированная – от органов управления до качалок идут тросы, а далее установлены тяги.
За кабиной пилотов размещен грузовой отсек, оборудованный на ранних машинах Ан-2 тремя рядами откидных сидений. Позднее стали устанавливаться два ряда сидений. Отсек рассчитан на перевозку 12 пассажиров. Кабина и отсек Ан-2 разделены переборкой с лазом. Для обеспечения комфортабельных условий полета имеется система вентиляции и обогрева теплым воздухом, забираемым от выхлопного коллектора двигателя.
Грузовая кабина Ан-2 имеет размеры 4200*1850*1650 мм, что позволяет перевозить крупногабаритные грузы. Конструкция пола допускает нагрузку до 1000 кг на 1 м². Для загрузки используется дверь, выполненная на поверхности левого борта.
Дверь имеет размеры 1530*1460 мм. Для доступа пассажиров используется дополнительный лаз, выполненный на плоскости грузовой двери. Габариты лаза 1420*810 мм. За грузовой кабиной машины Ан-2 размещен хвостовой отсек, в котором расположен санузел, включающий в себя только унитаз и систему вентиляции.
Также в хвосте размещается инструментальный ящик.
На самолете Ан-2 применена бипланная схема установки крыльев, которые соединены между собой одной стойкой. Дополнительная прочность обеспечивается лентами расчалок – с каждой стороны установлено по 5 узлов. Конструкция крыла имеет равномерный профиль по всему размаху. Крылья Ан-2 зафиксированы на фюзеляже при помощи болтов, при необходимости бипланная коробка разбирается.
На верхней плоскости самолета Ан-2 смонтированы элероны, закрылки и предкрылки с автоматическим приводом. На элементах элеронов и закрылков реализована осевая аэродинамическая компенсация, тяги управления связаны между собой кинематически. Дополнительно на левом элероне установлен триммер, оборудованный электрическим приводом.
Нижние плоскости Ан-2 оснащены закрылками, расположенными по всему размаху. Закрылки имеют осевую аэродинамическую компенсацию. Привод узлов электрический, моторы и редукторы расположены в фюзеляже. Благодаря развитой механизации самолет Ан-2 может эксплуатироваться на летных полях малого размера и способен сохранять устойчивое планирование при больших значениях угла атаки.
В состав хвостового оперения самолета Ан-2 входит подкосный стабилизатор верхнего расположения. На рулях высоты и направления машины применена осевая аэродинамическая компенсация и весовые балансиры. Дополнительно на руль направления и высоты (только слева) установлены триммеры с электромеханическим управлением. Хвостовое оперение Ан-2 может сниматься с самолета, при необходимости.
На самолете Ан-2 применено стационарное шасси пирамидальной схемы, состоящее из двух симметричных частей. На каждой половине установлен пневматический амортизатор, полуось и колесная ступица, оснащенная тормозом камерного типа. На более поздних машинах стали применяться более эффективные пневмогидравлические амортизаторы.
При установке лыжи используется торможение при помощи шипов, выдвигающихся из плоскости полоза на 45 мм. Привод тормозов пневматический, от рукоятки на штурвале управления. Хвостовая опора оснащена пневматическим колесом с амортизаторной стойкой.
Машины Ан-2, собиравшиеся в Польше, имеют конструктивные отличия в хвостовой опоре.
Запас сжатого воздуха находится в баллоне объемом 8 л. Для возобновления запаса используется компрессор, смонтированный на двигателе машины. Возможна заправка системы Ан-2 от внешних аэродромных источников. В воздушной системе самолета установлены клапана, обеспечивающие поддержание давления в заданных пределах.
Силовая установка Ан-2 состоит из 9-цилиндрового карбюраторного двигателя АШ-62ИР, представляющий собой модернизированный вариант довоенных моторов для истребителей. Агрегат оснащен односкоростным нагнетателем, имеющим привод от коленчатого вала. Применение наддува позволяет получать мощность на взлете до 1000 л.с. при частоте вращения коленчатого вала 2200 об/мин.
На передней части мотора смонтирован планетарный редуктор. Цилиндры двигателя имеют воздушное охлаждение, расположены звездообразно. Мотор Ан-2 установлен на фюзеляже при помощи пространственной рамы. Снаружи двигатель закрыт съемным капотом, который имеет отличия в зависимости от года выпуска самолета.
Пуск мотора Ан-2 возможен от инерционного стартера, маховик которого раскручивается электромотором или вручную. Ручная раскрутка выполняется путем подсоединения рукоятки к храповику, выведенному в грузовую кабину.
Мотор вращает четырехлопастный воздушный винт АВ-2 с автоматической регулировкой шага. Лопасти пропеллера изготовлены из металла. Управление оборотами двигателя самолета механическое. В процессе производства самолета применялись пропеллеры других модификаций.
Так, на некоторых машинах встречается пропеллер модели В-509, оснащенный деревянными лопастями.
В качестве горючего используется авиационный бензин сорта Б-91/115. Запас топлива на самолете Ан-2 расположен в шести баках, общей вместимостью 1200 л. Баки размещены внутри верхнего крыла машины, соединены между собой в единую систему. В каждом крыле установлен консольный, центральный и корневой бак. Центральный бак имеет несколько уменьшенный объем.
В качестве материала для баков используется сплав АМцА. Ранние баки имели склонность к протечкам по сварным швам, поэтому конструкция впоследствии была усилена. Каждый бак Ан-2 имеет собственную заливную горловину.
Система смазки двигателя подключена к отдельной емкости, вмещающей 125 л масла. Бак установлен за двигателем на первом силовом шпангоуте фюзеляжа. На ранних машинах Ан-2 применялся бак иной формы, имевший объем 120 л. В состав системы дополнительно входит масляный радиатор, а также соединительные трубопроводы. Для регулировки интенсивности охлаждения масла используются створки, ограничивающие поток воздуха. Изменение угла установки выполняется электрическим приводом.
Бортовая электрическая сеть работает от генератора (расположенного на двигателе) и вспомогательной аккумуляторной батареи. Отрицательный вывод потребителей и источников подключен на корпус самолета. Ряд приборов имеет заземление, к ним проложена отдельная линия проводки. Рабочее напряжение бортовой сети зависит от источника, при питании от генератора оно составляет 28,5В, при переходе на батарею оно снижается до 24 В.
На поздних машинах Ан-2 стала применяться дополнительная сеть переменного тока (одна фаза, 115 В/400 Гц), подключенная к преобразователю напряжения. Одновременно появилась сеть трехфазного тока (36 В, 400 Гц), также запитанная от отдельного преобразователя. Появление сетей обусловлено внедрением нового пилотажного оборудования.
В состав электрооборудования машины Ан-2 входит радиостанция, обеспечивающая связь с наземными службами и использующаяся для ориентировки. Дополнительно применено оборудование, обеспечивающее полеты в условиях ограниченной видимости (включая посадку). На борту самолета имеется противопожарный баллон, наполненный углекислотой.
В состав огнетушителя входит автоматически биметаллический датчик, включающий систему пожаротушения при повышении температуры в двигательном отсеке машины.
Модификации
Первые серии самолетов выпускались в грузовом или сельскохозяйственном варианте, и только в 1957 году появились пассажирские версии. Базовым стал транспортный Ан-2Т, способный перевозить груз весом 1500 кг. На его основе были разработаны транспортно-пассажирский вариант Ан-2ТП и десантная машина Ан-2ТД.
Отличием самолетов для десантников стала система сигнализации и тросы для подсоединения вытяжных фалов парашютов. Обе версии имели вместимость до 10 человек. Сельскохозяйственный самолет Ан-2СХ стал производиться в 1952 году. Контейнер для удобрений размещался в специальном бункере, установленном в грузовом отсеке.
В 1947 году на базе машины Ан-2 был разработан военный ночной разведчик, который оснастили оригинальной хвостовой частью. В ней располагалась каркасная кабина для штурмана, хвостовое оперение стало двухкилевым. Вооружение состояло из 20 мм пушки Б-20, допускалась бомбовая нагрузка весом до 400 кг. Кабина летчиков имела бронирование с толщиной плит 4-12 мм. Был построен опытный образец, который испытывался в 1949-50 гг.
Для эксплуатации в прибрежных морских районах, а также на реках и озерах, был создан вариант гидросамолета Ан-2В. Машина позволяла перевозить грузы весом до 1000 кг или до 9 пассажиров. Также самолет применялся для разведки косяков рыбы, границ ледовых полей и т.д. Из-за специфики применения мотор оснащен воздушным винтом с возможностью реверса тяги. Колесное шасси снято, вместо него установлены два поплавка взаимозаменяемой конструкции.
Поплавки имеют цельнометаллическую конструкцию с обшивкой из алюминия. На задней части поплавка распложены плоскости водяных рулей, которые подключены к пневматической системе самолета. Применение длинных поплавков потребовало изменения конструкции стоек и подкосов шасси.
Для локализации лесных и степных пожаров на базе гидросамолета была создана пожарная модификация самолета Ан-2. Противопожарная оснастка установлена вне грузовой кабины машины, что повысило универсальность. Запас воды для тушения размещается внутри поплавков (до 630 л в каждом при минимальной заправке). Наполнение производится путем открытия створок во время разгона машины перед взлетом. Дополнительно на борту установлены емкости с сульфанолом, который улучшает тушащие характеристики воды.
Самым крупносерийным вариантом стала модернизированная сельскохозяйственная версия Ан-2М, предназначенная для химической обработки сельхозугодий и лесных массивов. Конструкция машины позволяет производить быстрое переоборудование в транспортный или пассажирский вариант. Из-за увеличенного веса машины поставлялись только с винтом типа АВ-2 и имели горизонтальное хвостовое оперение с увеличенной площадью.
Также введены корректировки в конструкцию шасси, обеспечившие повышенную устойчивость самолета. На машине смонтирована коробка отбора мощности, соединенная с задней части силового агрегата трансмиссионным валом. Изменен фонарь кабины пилотов, получивший входную дверь на левой стороне. На машине Ан-2М применили климатическую установку с кондиционером, которая обслуживала только кабину пилотов. Из-за этого внедрили герметичную дверь, отделяющую кабину от грузового отсека.
Для улучшения технических характеристик самолетов Ан-2 была создана версия Ан-3, оснащенная турбовинтовой установкой. Машины строили на основе планеров Ан-2 в Омске. Причиной установки нового двигателя стал износ имеющегося парка поршневых моторов АШ-62, последние экземпляры которого были собраны в начале 2000-х годов.
Применение нового двигателя немного увеличило скорость полета, но снизило дальность полета. Полезная нагрузка самолета увеличилась до 1800 кг.
Применение
Первые серийные Ан-2 стали поступать в геологические службы СССР, а также в МВД и в Пограничные войска. Затем наступила очередь ДОСААФ и летных училищ, где машина стала применяться как учебная и тренировочная. Именно в это время самолет получил прозвище «Аннушка», которое применялось наравне с «Кукурузником».
В первой половине 50-х годов машины начинают поступать в Полярную авиацию. Самолеты принимали участие в строительстве станции «Мирный», а также перевозили различные грузы. В Антарктиде один из Ан-2 совершил управляемую посадку на вершину айсберга. Параллельно машины применялись в сельском хозяйстве и для авиаперевозок.
К 1963 году в списках «Аэрофлота» находилось более 300 самолетов Ан-2П. Несмотря на малые размеры самолета, к 1987 году на них перевезли более 370 млн. пассажиров.
Боевая карьера машины не имеет ярких страниц. Она ограниченно применялась во Вьетнаме, Лаосе, Афганистане и ряде других государств для доставки пассажиров и грузов. После распада СССР применялись в вооруженных конфликтах, возникавших в бывших республиках.
Распад Советского Союза нанес значительный удар по самолету Ан-2, поскольку резко возросло число летных происшествий. Причины кроются и в падении качества запасных частей и снижении контроля над состоянием парка машин. Но оставшиеся в строю самолеты продолжают использоваться для обработки полей, а также для тренировок парашютистов.
Для замены Ан-2 разработаны несколько перспективных машин, оснащенных турбовинтовой силовой установкой. При этом конструкция продолжает базироваться на фюзеляже и бипланной коробке Антоновского самолета. Построено несколько десятков машин, которые активно эксплуатируются на внутренних авиалиниях.