АИР-4 – опытный учебный самолет

После успешных испытаний АИР-3 самолет был рекомендован к серийному производству в качестве учебно-тренировочной машины для аэроклубов. В 1930 году на авиазаводе им. Менжинского были построены первые пять экземпляров, которые от прототипа отличались расширенной колеей шасси для повышения устойчивости при рулежке, сдвоенным управлением и получили новое обозначение АИР-4.

Деревянный фюзеляж имел прямоугольную форму и состоял из четырех сосновых лонжеронов, которые имели размер 27×27 мм и к хвосту уменьшались до 20×20 мм. Бока носовой части и хвост фюзеляжа были обшиты фанерой, а средняя часть расчалена рояльной проволокой 2 мм и обтянута полотном. Борта задней кабины также были обшиты фанерой, а съемный борт передней кабины был сделан из алюминия, что позволило установить дополнительный бак и облегчить установку и замену приборов.

Неразъемное крыло самолета АИР-4 толстого профиля состояло двух коробчатых, неразрезных лонжеронов и набора нервюр и крепилось к фюзеляжу при помощи четырех стоек и расчалок и двух пар подкосов. Полки лонжеронов в средней части крыла имели постоянное сечение и убывали на консолях. Между полками для придания жесткости через одну нервюру были вставлены перегородки. В местах установки башмаков крепления крыла лонжерон был усилен фигурными клееными башмаками из стали. Средняя часть крыла, между подкосами прямоугольная, постоянной толщины и хорды, консоли трапециевидные в плане, с убывающей толщиной и хордой, закругленные на концах. Нервюры были изготовлены из липовых планок размером 6×6 мм и фанеры толщиной 6 мм, имели одинаковую конструкцию и устанавливались в средней части крыла через 300 мм, а в средней части – через 245 мм и постепенно уменьшаются и по хорде, и по толщине, и жестко крепились к лонжеронам при помощи клея и сосновых уголков. Взамен расчалок верхняя часть крыла от заднего лонжерона через переднюю кромку до нижней части переднего лонжерона была обшита фанерой толщиной 1,5 мм, а нижняя и задняя часть крыла были обтянуты полотном. Нервюры вдоль лонжеронов были соединены между собой с помощью продольных стрингеров из липы сечением 15×6 мм, которые защищали фанеру от коробления и придавали общую жесткость крылу. Центральная часть крыла, в которой устанавливались баки, была обшита фанерой 2 мм только снизу.

Элероны с убывающей хордой самолета представляли собой жесткие фанерные коробки и крепились к дополнительному лонжерону крыла при помощи трех шарниров.

Подкосы и стойки АИР-4 были изготовлены из стальных обтекаемых труб. Все подкосы сварные, каплевидные, 64×32 мм, имели на одном конце регулировочную вилку.

Хвостовое оперение было изготовлено из дерева и оснащено расчалками. Каждый руль представлял собой очень легкую и жесткую фанерную коробку, при этом рули были обшиты полотном только в хвостовой части, не зашитой фанерой, и имели управление на тросах и роликах с шариковыми подшипниками, благодаря чему достигается почти полное отсутствие люфтов, легкость и мягкость работы.

Шасси самолета представляло собой конструкцию из стальных труб с деревянными обтекателями. Колеса крепились к оси из специальной трубы размером 44×41 мм. Костыль из ясеня крепился к фюзеляжу и имел свободный ход на 15 градусов вправо и влево. В качестве амортизаторов использовались резиновые шнуры.

Моторная рама была сварена из стальных труб размером 25×27 мм и крепилась к фюзеляжу при помощи четырех болтов. На мотораму устанавливался пятицилиндровый звездообразный двигатель воздушного охлаждения «Вальтер» NZ максимальной мощностью 60 л. с. Сама моторама и двигатель были прикрыты алюминиевыми капотами, которые крепились к фюзеляжу и между собой шомполами из стальной проволоки. Нижняя часть фюзеляжа под обеими кабинами также закрывается капотами на шомполах. Мотор был оборудован двумя магнето, которыми осуществлялся его запуск.

В крыло самолета АИР-4 между лонжеронами устанавливались три бензобака из луженой жести общим объемом 330 литров и крепились шурупами прямо к лонжеронам, а между баком и лонжероном имелись войлочные прокладки. Верхняя часть бензобака получила профиль крыла и поэтому капот сверху на бак не требовался. Бензиновые трубки каждого бака с помощью краника были соединены в кабине пилота, а оттуда бензин по одной трубке через фильтр поступал в карбюратор. Масляный бак был установлен в носовой части фюзеляжа перед приборной доской передней кабины, прямо на верхних лонжеронах.

Летно-технические характеристики самолета АИР-4:

• размах крыла – 11 м;
• длина – 7,05 м:
• высота – 2,3 м;
• площадь крыла – 16,5 кв.м;
• масса пустого самолета – 395 кг;
• нормальная масса – 630 кг;
• взлетная масса – 805 кг;
• двигатель – Walter;
• мощность – 60 л.с.
• максимальная скорость – 150 км/ч;
• крейсерская скорость – 131 км/ч;
• потолок – 4000 м;
• дальность полета – 2500 км.

После проведения успешных заводских и государственных испытаний самолета, была запланирована постройка большой серии в количестве 300 машин, для чего Авиахим выделил необходимые деньги.

Однако руководством СССР было принято политическое решение отказаться от массовых закупок авиамоторов. В ответ авиаконструктор Яковлев в срочном порядке переделал АРИ-4 под установку мотора М-23. В 1932 году самолет с отечественным мотором вновь успешно прошел государственные испытания.

Однако новый учебный самолет так и не был запущен в серийное производство, так как все авиамоторные заводы были заняты выпуском моторов М-11 для самолетов У-2, и выпуск М-23 было негде организовать.

Летом 1932 года НИИ самолетостроения ГВФ и экспериментально-аэродинамический отдел ЦАГИ приступили к исследовательской работе по «щиткам-закрылкам». Для летных испытаний был выбран один из самолетов АИР-4, который получил новое обозначение Э-31.

Вначале щитки были изучены на модели самолета в аэродинамической трубе. Продувки подтвердили, что щитки позволяют уменьшить скорость взлета и длину разбега, и особенно посадочную скорость и пробег.

Новое крыло с закрылками было спроектировано и установлено на самолет сотрудниками НИИС ГВФ Б.Н. Заливацким и Л.М. Шехтер.

Щитки были выполнены в виде четырех отдельных секций, подвешенных на трубчатых кронштейнах и отклонявшихся до 60 градусов червячным механизмом, соединенным с небольшим штурвалом на левой стороне пилотской кабины. Щитки имели лонжерон и нервюры из нержавеющей стали «Энерж-6» на электросварке и фанерную обшивку. Конструктивное выполнение щитков отличалось простотой, но зато усилие, необходимое для приведения их в движение, было весьма значительным. Для полного их раскрытия усилий летчика не хватало.

Элероны в своей основе имели деревянную конструкцию и были обтянуты полотном. Для управления элеронами служили тросовая передача и три качалки, которые были соединены жесткими тягами. Оно монтировалось на заднем лонжероне центроплана внутри хвостовых отсеков нервюр.

В июле-ноябре 1933 года были проведены успешные летные испытания самолета АИР-4 с щитками-закрылками. Была отмечена необыкновенная устойчивость самолета на самых малых скоростях при прекрасной его управляемости и антиштопорных свойствах. Концевые элероны улучшали и работу руля направления. Недостатком установки было значительное увеличение веса конструкции самолета — до 60 кг.