Mielec М-15 — реактивний спеціалізований сільськогосподарський літак, розроблений радянським конструктором Реоміром Адамовичем Ізмайловим, що вироблявся в Польщі в 1970-ті роки на замовлення СРСР.

Історія створення В середині 1960-х рр., з приходом на посаду Голови Ради Міністрів СРСР Олексія Косигіна, в СРСР стала реалізовуватися програма модернізації народного господарства. Курс на індустріалізацію сільського господарства передбачав збільшення обсягів авіаційно-хімічних робіт (АХР), створення більш продуктивного сільськогосподарського літака на заміну Ан-2. Але серйозно підвищити продуктивність Ан-2 було неможливо, це показала експлуатація Ан-2М.

У 1964 р. авіазавод у м. Арсеньєв почав серійне виробництво рекордного планера А-15 і літака Ан-14 «Бджілка». Для супроводу виробництва при заводі було організовано представництво «поштової скриньки-4» (назва АНТК імені Олега Антонова, що застосовувалося у відкритому листуванні) на чолі з начальником бригади легкомоторної авіації Р. А. Ізмайловим. Хоча основним завданням представництва було супровід серійного виробництва Ан-14 і А-15, конструктори проявили ініціативу і стали займатися проектом сільськогосподарського літака. Вони продовжили збір і вивчення інформації по існуючим в світі машинам такого призначення. Однак, оскільки ніде більше АХР не виконувалися в таких величезних масштабах, як в СРСР, зібрана статистика не могла дати багато корисного. Переважна більшість сільськогосподарської авіації мало значно меншу вантажопідйомність, ніж Ан-2. Але для сухих продуктів всі вони застосовували тунельні розпилювачі (тобто викидали хімікати в потік, що набігає сформований конструкцією підвішеною під фюзеляжем). Залежно від висоти і швидкості польоту, конструкції розрилювача і потрібної кількості хімікатів, що вносяться на один гектар поля, ширина смуги була різною і варіювалася між 10 і 25 метрами. Цей параметр називається «ширіна захоплення». Щоб підвищити продуктивність літака, потрібно було значно збільшити ширину захоплення.

В основному АХР вироблялися у 1960-х рр. в сухому вигляді, деякі хімікати (навіть отрутохімікати) виготовлялися в порошкоподібному або кристалічному вигляді. Причому кількість речовини, що вноситься в ґрунт, вимірювалося десятками і сотнями кілограмів на гектар. Тому роботі з сухими речовинами конструктори приділили свою головну увагу. Ширина захоплення сильно залежить від стану розсіюваної речовини. У 1960-х рр. радянській хімічній промисловості була поставлена задача виробляти хімікати в такому вигляді, який би забезпечував їхнє надійне зберігання і доставку до місця призначення. Однак ця вимога не виконувалося, що було дуже слабким місцем у всій агроіндустрії. Не тільки літак, але і трактор не міг рівномірно внести в ґрунт хімікат, якщо він являв собою злиплий ком вагою в десятки кілограмів. Рішення проблеми полягало у виготовленні хімікатів в гранульованому вигляді і доставці їх до місця застосування в герметичній упаковці.

Було вирішено орієнтуватися саме на гранульовані хімікати, так як в цьому випадку проблема радикального збільшення ширини захоплення, а отже, продуктивності, може бути вирішена за допомогою пневмотранспорту: тверді частинки можна «вистрілювати» в сторони від лінії польоту через сопла, розташовані в повітряному каналі уздовж розмаху крила. Потрібно мати лише джерело стисненого повітря. Чим більше швидкості вистреливания, тим далі летить частинка. А проблему забезпечення рівномірності покриття поля речовиною припускали вирішити підбором поперечного перерізу сопла та місця його установки на загальному повітряному каналі. У разі застосування рідких хімікатів резерв збільшення ширини захоплення традиційно бачили в підвищенні тиску за насосом, що подає розчин у штанговий обприскувач.

Окрім збільшення ширини захоплення, необхідно було збільшити вантажопідйомність літака принаймні до 2000—2200 кг речовини, щоб при великих витратах хімікату не доводилося занадто часто повертатися на базу для завантаження, адже політ порожняком тільки знижує ефективність літака.

В лютому 1970 року був виданий наказ МАП № 61 про створення при нового ДКБ з спеціалізацією в сільгоспавіації. Його головним конструктором призначили Р. А. Ізмайлова. Практично всі фахівці антоновського філії, що знаходилися в Арсеньєві, приєдналися до нього, створивши кістяк майбутнього колективу. ЦАГІ, , і НІАТ отримали вказівку надати підтримку новому ДКБ. Додатково в Арсеньєв направили групу добровольців, зібрану з різних конструкторських організацій, і молодих випускників авіаційних вузів.

Робота над новою машиною пішла відразу з багатьох напрямків. Міністерство цивільної авіації доручило ДержНДІ ГА розробити тактико-технічні вимоги (ТТВ), основними з яких були: збільшення продуктивності не менше, ніж в два рази в порівнянні з Ан-2, зниження собівартості авіахімробіт не менше, ніж на 30 %, збільшення вантажопідйомності літака до 2200—2400 кг, впровадження новітніх методів техобслуговування та діагностики. Після тривалих суперечок за деякими пунктами Міністр цивільної авіації Б. П. Бугаєв затвердив ці ТТВ 3 лютого 1972 року.

Концепція

Незважаючи на повну оригінальність концепції майбутнього літака, який пропонувалося будувати фактично навколо системи пневмотранспорту гранульованих хімікатів, головне питання проекту полягало у пошуку двигуна для нового літака. Радянське моторобудування пропонувало такі варіанти: поршневий АШ-62ІР потужністю 1000 к.с. (стояв на Ан-2 і Ан-2М, однак його потужності було недостатньо для літака вантажопідйомністю 2000 кг); турбогвинтовий ТВД-10А потужністю близько 1000 к.с (явно недостатньою потужністю, на момент проектування двигун ще не вироблявся серійно)); турбогвинтовий АІ-24 потужністю 2550 к.с. (великою сухий маса — 600 кг, і це без гвинта). турбореактивний двоконтурний АІ-25 потужністю 1500 к.с.

Розглянувши всі «за» і «проти» було вирішено встановити на новий літак двигун АІ-25 (хоча це було дуже незвично). Згодом це стало основним джерелом критичних зауважень на адресу літака.

Аргументи на користь двигуна АІ-25: підходяща розмірність; виготовлявся серійно, мав хороший ресурс — близько 6000 год., не дуже важкий — близько 300 кг; відсутність повітряного гвинта підвищує безпеку персоналу при роботі на польових аеродромах; дозволяє відбирати достатня кількість стисненого повітря від обох контурів для роботи пневмотранспорту, привода гідронасоса та вентиляції кабіни.

Аргументи проти застосування АІ-25: більший, ніж у турбогвинтового двигуна, питома витрата палива; гірші злітно-посадочні характеристики, ніж у літака з ТВД, оскільки відсутній обдування крила повітряним гвинтом; відсутність даних про вплив реактивного сліду на шлейф хімікатів; невідомо, як буде себе вести при попаданні в нього отрутохімікатів і пилу при польоті на малій висоті.

Загальна логіка компонування нового літака була така: двигун потрібно розмістити подалі від поверхні землі, щоб виключити потрапляння в нього сторонніх предметів і частинок ґрунту, а також максимально зменшити ерозію ґрунту гарячої вихлопної струменем; помістивши двигун над кабіною пілота, можна позбутися від довгого вхідного каналу і вихлопної труби, знизивши вагу конструкції і втрати тяги; для виключення попадання вихлопної струменя на елементи конструкції доцільно застосувати двобалочну схему і П-подібне хвостове оперення; рознесення баків знижують можливість попадання хімікатів в кабіну пілота та збільшує ширину захвату і дає перевагу в часі заправки хімікатами, оскільки заправку можна вести паралельно; канал повітряного транспортування сухих гранульованих хімікатів потрібно сховати всередину нижнього крила, а обшивку цього крила зробити зі склопластику для підвищення корозійної стійкості (це рішення змусило відмовитися від механізації нижнього крила та закрилка на користь зависаючого елерона, що негативно позначилося на злітно-посадочних характеристиках літака, тим більше, що АІ-25 не мав реверсу тяги).

Проектування

Нове ДКБ приступило до роботи над ескізним проектом і почало будувати модель для випробувань в аеродинамічній трубі ЦАГІ. Аеродинамічний розрахунок показав: щоб возити 2000 кг корисного навантаження з ґрунтового майданчика завдовжки 550 м (як Ан-2) при вибраному двигуні, потрібно мати мінімальний коефіцієнт лобового опору Cхmin не більше 0,028. При продувці моделі отримали набагато більшу величину. Тоді почали доведення аеродинаміки моделі. Спочатку покращили спряження крила і фюзеляжу. З цього приводу О. В. Флоринський, в той час начальник відділу аеродинаміки АНТК імені Олега Антонова, згадував таке:

.

Незважаючи на всі старання, коефіцієнт лобового опору моделі залишався як і раніше неприпустимо великим, і представники молодого КБ стали зменшувати міделевий переріз всіх елементів конструкції, в першу чергу — хімбаків. Процес цей зайшов настільки далеко, що баки фактично втратили здатність виконувати свою основну функцію — вміщати задану кількість хімікатів. Тим не менш, отриману таким чином поляру ЦАГІ затвердив.

На початку квітня 1971 р. технічна рада МАП затвердила ескізний проект Р. А. Ізмайлова і рекомендули його до негайного запуску у виробництво в Польській Народній Республіці, в місті Мелець, під маркою M-15. 26 квітня 1971 р. між ПНР і СРСР був підписаний відповідний протокол. Робоче проектування мало розпочатися вже в Мелецьку. Перший політ першого дослідного літака планувався на 1972 р.

Одночасно з проектуванням літака, і радянський ВНДІ ЗАНГ (ВНДІ ЗАНГ — Всесоюзний науково-дослідний інститут застосування авіації в народному господарстві. Тепер НПО «ПАНГ», м.Краснодар, Росія) побудували натурний агростенд для відпрацювання пневмотранспорта сипучих хімікатів — основного елементу майбутнього літака. На відкритому майданчику збудували аеродинамічну трубу відкритого типу. Як вентилятор використовували силову установку Ан-2 в кільці. В повітряний потік було поміщено нижнє крило майбутнього літака з хімбаками. Крило підняли на висоту близько 6 метрів, на якій воно повинно знаходитися при польоті над полем. Повітря, як і на майбутньому літаку, відбирався від двигуна АІ-25. На цій установці уточнювалася форма баків, яка раніше була визначена тільки з умов мінімізації аеродинамічного опору, вироблявся підбір поперечних перерізів повітряних каналів і розміщення патрубків, через які хімікати вистрілювали в атмосферу. Майданчик за крилом призначався для заміру ширини захоплення, рівномірності розсіву та кількості хімікатів на квадратному метрі поля. За ТТВ літак повинен був забезпечувати витрата від 20 до 200 кг сухих хімікатів на гектар. Отже, бак повинен був відповідно дозувати надходження гранул в повітряний канал.

У Варшавському Інститут Авіації збудували літаючу лабораторію на базі Ан-2, (пол. Latajece Laboratorium 1 — літаюча лабораторія 1). Спереді літак нагадував Ан-2, ззаду — літак часів братів Райт. Двигун АІ-25 встановили у фюзеляжі, позаду хімбака. Повітрозабірник закріпили на правому борту фюзеляжу. Замість хвостовій частині фюзеляжу і оперення Ан-2 використовувалася ферма з труб, на якій кріпилося оперення майбутнього літака М-15, зроблене з елементів оперення Ан-2. Під нижнім крилом розташовувався канал прямокутного перерізу, куди висипалися хімікати з бака. LaLa-1 почав літати в лютому 1972 року, а в квітні був виконаний перший зліт з обома працюючими двигунами — і поршневим, і реактивним. З цього моменту LaLa-1 почав видавати інформацію про взаємодію реактивного струменя двигуна і шлейфу хімікатів з системи розсіювання. Вивчався також вплив реактивного струменя на посіви і поверхню поля. Польоти показали, що при досить високому розташуванні двигуна реактивний струмінь практично не впливає на поведінку хімікатів і не піднімає хмари пилу на ґрунтових майданчиках. Це дозволило зняти деякі критичні зауваження на адресу проекту.

Випробування