Экспериментальный самолет ЭМАИ-1 «Серго Орджоникидзе». СССР

Уважаемые коллеги. В одном из довоенных выпусков журнала «Техника-Молодежи» мне попалась статья о создании редкого и относительно малоизвестного советского экспериментального самолета «Серго Орджоникидзе». Поскольку качество скана было плохим, то поэтому заранее прошу извинений как за возможные ошибки, так и за качество винтажных фотографий.

Обыкновенный магний, тот самый, которым пользуются на фотосъемках, еще лет тридцать назад, привлек к себе внимание ученых. Еще бы! Магний — это металл, который почти в пять раз легче стали и в полтора раза легче алюминия. Заманчивая идея — применить магний как конструктивный материал в машиностроении соблазняла техников. Особенно настойчиво трудились над разрешением этой задачи американцы и немцы. Трудно сказать, кто первый — Америка или Германия — научились пользоваться магнием как металлом, но после империалистической войны за границей появились несложные детали машин из магниевого сплава, названного электроном. Это были поразительно легкие и достаточно прочные изделия.

Советские специалисты без особого труда раскрыли секрет электрона. Он оказался сплавом 6% алюминия, 1% цинка, 0,5% марганца; остальные 92,5% были магнием. Если хромо-молибденовая сталь, широко применяемая в авиастроении, при испытании на разрыв выдерживает на более 110 кг на квадратный миллиметр, то электрон выдерживает 30 кг на квадратный миллиметр. Поскольку электрон почти в пять раз легче стали, то и его удельное сопротивление на разрыв килограммов на 30—40 выше.

Долгое время нам был неясен как металлургический процесс получения электрона, так и способ последующей механической обработки. Быстро стало известно другое качество электрона, к сожалению, его порочащее: чрезвычайная неустойчивость против коррозии (электрон легко ржавеет и разрушается). Поэтому электрон, несмотря на выдающуюся легкость и достаточную прочность, не получил того широкого распространения, какого следовало бы ожидать.

Многочисленные попытки защитить электрон от коррозии до сих пор не удавались. Даже наиболее зарекомендованный за границей способ борьбы с коррозией — хромпиковое покрытие — не дает надежной гарантии. Вот почему электрон так и не завоевал подобающего ему места в машиностроении, даже в самолетостроении, где конструкторская мысль ведет ожесточенную борьбу за наименьший вес, где каждый «зарезанный» килограмм считается большим шагом вперед.

В 1930 г. московский завод «Авиахим» и Научно-исследовательский институт цветных металлов раскрыли металлургическую тайну электрона. Год спустя, впервые в нашей стране, завод «Авиахим» изготовил из электрона листы разной толщины, трубы всевозможных размеров и прокат сложных профилей. Заводские инженеры начали в очень осторожных дозах приметить электрон для изготовления менее ответственных конструктивных деталей самолета. Конечно, не обошлось без тех консервативно настроенных специалистов, которые пророчили энтузиастам электрона неминуемый провал, но настойчивая вера в новый металл и углубленная научно-исследовательская работа взяла верх. Электрой вел себя в конструкциях не хуже испытанных авиаматериалов — дюраля и стали.

Завод «Авиахим» не успокоился на достигнутом: продолжая эксперименты с электроном, он решил построить цельноэлектронный самолет. Решение этой задачи было связано с преодолением новых, больших, подчас неожиданных, производственных трудностей. Надо было найти и освоить совершенно новую технологию медницких и слесарно-механических работ, составляющих основную часть производственного процесса в самолетостроении.

Электрон по своей природе не выносит холодной обработки. Если гнуть холодный электрон, он трескается и совершенно не поддается крутым изгибам. Электрон можно обрабатывать только подогретым. Но чем его подогревать и до какой температуры? Были найдены, наконец, те узкие границы температур прогрева электрона, в пределах которых его можно гнуть и штамповать.

Вначале электрон попробовали подогревать паяльными лампами. Но такой способ не давал устойчивых результатов. Паяльная лампа не позволяла па всем времени обработки поддерживать одинаковую температуру. В одних случаях лампа перегревала, в других — недогревала металл, и он рвался. Наладить стабильный технологический режим завод сумел лишь после того, как были сконструированы электрические приборы. Непрерывно и равномерно подогревающие тиски, штампы, плиты — все приспособления, с помощью которых обрабатывается электрон.

Автор этих строк видел мастерскую, в которой «электрифицировано» почти все оборудование. Производственная обстановка совершенно необычна. Перед нами обыкновенные тиски, в них зажата гонкая пластинка электрона, из которой слесарь должен изготовить деталь. Казалось бы, простейшая операция: достаточно нескольких легких ударов деревянным молотком, но слесарь, включив подогревательный прибор, терпеливо ждет, пока тот подогреет тиски, а вместе с ними и пластинку. Рабочий — опытный, и он точно знает, когда наступит нужный момент.

Теперь самые сложные детали делаются из электрона! Почти все части, исключая моторную раму, посадочные органы и некоторые наиболее ответственные узлы.

Электрон —  хотя он металл, но горит. Однако горит и дерево, из которого тоже делают самолеты, а для того, чтобы воспламенился электрон, нужна довольно высокая температура.

Но основная заслуга «Авиахима» не только в том, что он первым применил магний для постройки самолета, но и в находке верной защиты от злейшего врага — коррозии. Заграничная хромпиковая пленка легко соскакивает с поверхности электронных деталей во время пригонки и сборки, завод нашел свой способ защиты электрона — покрытие селеновой краской. Советский способ оказался гораздо надежнее заграничных. Заводу предстояло еще найти защиту электрона и от контактной коррозии, которая образуется в местах стыковки электронных деталей с деталями из других металлов. В конце концов удалось найти и этот рецепт.

Поверхностной защитой электрона не ограничились авиахимовские энтузиасты. Они поставили себе целью — найти и коренное решение задачи, «вечный» способ защиты от коррозии. Теперь в расплавленный электрон присаживается особое противокоррозийное вещество, которое обволакивает каждую микроскопическую частицу металла. Не только с поверхности, но и «внутри» электрон сопротивляется ржавлению.

Первый советский электронный самолет назван именем командарма тяжелой промышленности — «Серго Орджоникидзе». Он не раз уже летал над Москвой н внешне ничем нe примечателен. Он выглядит так, как должна выглядеть современная, построенная по всем правилам аэродинамики, машина: все выступающие части тщательно зализаны. По своей конструктивной. схеме самолет — свободно несущий моноплан с низко расположенным крылом. Во весь размах крыльев протянулись элероны-закрылки, для сокращения посадочной скорости. Шасси — полуосное, с широким ходом. Оперение нормальной конструкции, с высоко поднятым стабилизатором, усиленным внизу двумя раскосами. На самолете стоит мотор мощностью всего в 200 л. с. Винт — деревянный, двухлопастный, но в скором времени он будет заменен электронным. Габариты самолета: длина 7,3 м, размах крыла — 12 м, ширина колеи шасси — 2,4 м.

Словом, самолет «Серго Орджоникидзе» — изящная, легкомоторная пассажирская машина, приспособленная для эксплоатации на небольших линиях. Такой самолет никакой «погоды» в авиации не сделал бы, если бы не электрон. Ему самолет обязан своей высокой весовой нагрузкой, на много превышающей нормы машин подобного класса. Благодаря электрону самолет располагает отличным диапазоном скоростей (отношением максимальной скорости к минимальной посадочной).

носовая часть экспериментального самолета ЭМАИ-1 «Серго Орджоникидзе» в процессе изготовления

На наших авиационных заводах привилась традиция: гостевые книги, в которых почетные посетители записывают свои впечатления. В книге завода «Авиахим» известный конструктор самолета АНТ проф. А. Туполев пишет:

«Приятно видеть инициативную работу коллектива завода «Авиахим» по освоению магния. Самолет, построенный вами, является первым крупным делом по внедрению электрона в самолетостроение».

Не менее интересен отзыв лейтенанта американского воздушного корпуса В. Феймонвилла:

«Приношу поздравления по поводу такой исключительной продукции высокого качества».

В этом году в нашей стране войдут в эксплоатацию два мощных завода, которые будут плавить магний. Сырья для этих заводов сколько угодно. Это — соликамский кариалит, из которого, кроме калиевых солей, идущих для производства удобрительных туков, попутно извлекается и магний. Вряд ли в мире есть страна, которая богаче нас магнием.

Советские самолеты могут быть и будут самыми легкими, самыми быстроходными в мире. Они будут летать на высотах никому другому недоступных. А кто летает выше и быстрее, тот непобедим в воздухе. А побеждать в воздухе — значит побеждать и на земле.

Приложение 1

Техническое описание экспериментального самолета ЭМАИ-1 «Серго Орджоникидзе»

Экспериментальный самолет ЭМАИ-1, построенный для отработки технологии изготовления узлов и агрегатов из «электрона», представлял собой свободнонесущий низкоплан с четырехместной закрытой кабиной.

схемы экспериментального самолета ЭМАИ-1 «Серго Орджоникидзе»

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».

​

вариант окраски экспериментального самолета ЭМАИ-1 «Серго Орджоникидзе»

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%.

ЛТХ:

источники: 

1. С. КАНЕВСКИЙ "Самый легкий самолет" "Техника-молодежи" 05-1935
2. www.airwar.ru/enc/xplane/emai.html