На вертолете была реализована система управления общим и дифференциальным шагом лопастей несущего винта с помощью автомата перекоса, предложенного в 1912 году Б.Н. Юрьевым для своего вертолета. Перемещение и отклонения автомата перекоса обеспечивались отклонением ручки управления и рычага общего шага. Путевое управление осуществлялось с помощью рулевых винтов отклонением ножных педалей. Такая система управления стала традиционной для всех вертолетов одновинтовой схемы с рулевым винтом.
Постройка вертолета была завершена в начале 1930 года на опытном заводе ЦАГИ. В августе были начаты наземные испытания с запуском двигателей, а затем испытания на привязи, в которых впервые в мировой практике была использована методика, разработанная А.М. Черемухиным. Летные испытания вертолета ЦАГИ 1-ЭА, проходившие в 1931-1934 годах, проводил лично Алексей Михайлович Черемухин.
Во время летных испытаний вертолета ЦАГИ 1-ЭА, начавшихся в сентябре 1930 года на аэродроме в Ухтомской, отрабатывались режимы полета, наиболее характерные для вертолетов: взлет с места, вертикальный подъем, полет на режиме висения, строго отвесный спуск и посадка в намеченном месте, полет вперед и в сторону, развороты на режиме висения.
Как рассказывал автору статьи один из участников создания вертолета ЦАГИ 1-ЭА Иван Павлович Братухин, первые полеты обычно проводились ранним утром, когда не было ветра, ведь в то время еще не были достаточно изучены характеристики устойчивости и управляемости вертолета. В первом полете вертолет, оторвавшись от земли, завис на высоте 1-3 м, затем начал вертикально подниматься. Достигнув высоты 10 м, аппарат стал вертикально снижаться и совершил посадку.
Первые полеты вертолета ЦАГИ 1-ЭА вызвали интерес у командования ВВС и руководителей ЦАГИ. «16 ноября 1930 года, – вспоминал А.М. Изаксон, – на аэродром приехали начальник ВВС П.И. Баранов, председатель Реввоенсовета республики С.С. Каменев, руководители отделов ЦАГИ А.Н. Туполев, А.И. Некрасов, В.П. Ветчинкин и Г.Х. Сабинин. А.М. Черемухин эффектно продемонстрировал все возможности аппарата этого типа. Высота полета была около 50 м, продолжительность около 10 мин».
К сожалению, не все полеты были столь же удачными: 18 мая 1931 года при приземлении произошла авария. Как отмечал А.М. Изаксон, «аппарат ударился хвостом и левым колесом, подпрыгнул на высоту 1 м, после чего, коснувшись земли вторично, завалился на хвост и левую сторону. В результате была сломана задняя часть фюзеляжа, приведены в негодность все лопасти несущего винта, втулка несущего винта, два задних рулевых винта…». После ремонта аппарата испытания были продолжены.
Общий вид вертолета ЦАГИ 1-ЭА (сборочный чертеж)
Вертолет ЦАГИ 1-ЭА в полете
Большой интерес к испытаниям ЦАГИ 1-ЭА проявил и заместитель Народного комиссара по военным и морским делам М.Н. Тухачевский. Вместе с группой авиационных специалистов он приехал на аэродром 28 июля 1932 года, чтобы посмотреть очередной испытательный полет Черемухина. Вертолет оторвался от земли, завис на высоте 2-3 метра, перешел на горизонтальный полет, постепенно увеличивая высоту до 30-35 м. Заканчивая полет, А.М. Черемухин направил вертолет к центру аэродрома, завис над нанесенным краской на траве кругом диаметром 10-12 м, затем медленно снизился и плавно опустился в самом центре круга.
В последующих испытаниях вертолета постепенно увеличивались высота и продолжительность полета: 1 августа вертолет поднялся на высоту 160 м, 3 августа – на 230 м, 5 августа – на 285 м. Рекордной продолжительности полета – 12,5 мин и высоты 605 м: вертолет достиг 14 августа 1932 года. Машину можно было поднять и выше, но летчик знал, насколько трудной может быть посадка, и ограничился достигнутым. Сам Черемухин впоследствии рассказывал: «Все шло хорошо, высота постепенно уменьшалась по мере того, как я шел по кругу вокруг аэродрома. Аппарат все время покачивался, но мне удавалось удерживать его управлением. Высота была уже около 15 метров, и я шел как раз над лесом и подходил к опушке. Вдруг с аппаратом что-то случилось: он как бы несколько провалился. Выправить аппарат и прекратить беспорядочное снижение не удалось, земля приближалась. Я приземлился довольно благополучно – подломилось только шасси, а весь аппарат оказался цел».
Барограмма рекордного полета вертолета ЦАГИ 1-ЭА
После восстановления вертолета полеты были продолжены, но их результаты не превышали достигнутых. 15 августа 1933 года была зарегистрирована наибольшая продолжительность полета – 14 мин.
А.М. Черемухин говорил, вспоминая об этом времени, что он и его соратники мало думали об установлении рекордов. Их интересовало расширение возможностей летательных аппаратов, улучшение таких характеристик, как высота, скорость полета, особенности подъема, спуска, посадки. В 1933 году за создание первого советского геликоптера и в связи с 15- летием ЦАГИ А.М. Черемухин и А.М. Изаксон были награждены орденами Красной Звезды.
Позже в память о рекордном полете А.М. Черемухина на территории бывшего Ухтомского аэродрома, где теперь размещаются Ухтомский вертолетный завод и ОКБ им. Н.И. Камова, был установлен памятный знак. Именем конструктора и испытателя вертолетов названа одна из улиц Ухтомской.
Работа в ЦАГИ по вертолетам и по испытаниям ЦАГИ 1-ЭА держалась в секрете, поэтому о рекордном полете долго не знали не только в мире, но и в нашей стране. Много лет спустя А.Н. Туполев, вспоминая об этом, сказал, что если бы в свое время была возможность обнародовать информацию об этих рекордах А.М. Черемухина, это, бесспорно, принесло бы ему мировую известность.
Достигнутые при летных испытаниях вертолета ЦАГИ 1-ЭА результаты перекрывали все до той поры установленные. Высота полета превосходила мировой рекорд высоты, установленный итальянцем д’Асканио, в 34 раза – 605 м против 18 м.
Продолжительность полета ЦАГИ 1-ЭА также перекрывала мировой рекорд – 12,5 и 14 мин против 8 мин 45 с. Важно отметить, что все рекорды продолжительности полета, поставленные Р. Пескарой, Г. Ботезатом, Э. Эмишеном и д'Асканио, были достигнуты на небольшой высоте. Влияние земли использовалось как экран для создания под несущим винтом вертолета области повышенного давления, так называемой «воздушной подушки», способствующей увеличению тяги несущего винта. Только вертолет ЦАГИ 1-ЭА, имея значительный запас тяги несущего винта, мог свободно летать на большой высоте вне влияния «воздушной подушки».
Летные испытания были продолжены А.М. Черемухиным в 1934 году на вертолете ЦАГИ 5-ЭА, снабженном новым комбинированным несущим винтом конструкции И.П. Братухина: винт имел несущие лопасти с шарнирным креплением для создания вертикальной тяги и лопасти для управления с жестким креплением. На этой машине в августе-сентябре 1934 года А.М. Черемухин выполнил ряд полетов. Их результаты не превысили тех, что были достигнуты ранее на вертолете 1-ЭА: наибольшая продолжительность полета составила 13 мин, дальность по прямой – 700 м, высота – 40 м и скорость – 20 км/ч. В одном из таких полетов оторвалась лопасть несущего винта, но А.М. Черемухин сумел посадить вертолет. Всего же А.М. Черемухиным в 1930-1936 годах было выполнено 64 полета на привязи и 64 свободных полета на вертолетах ЦАГИ 1-ЭА и ЦАГИ 5-ЭА.
…15 августа 2002 года в научно-мемориальном музее им. Н.Е. Жуковского прошло торжественное собрание, посвященное 70-летию выдающегося рекордного полета А.М. Черемухина на вертолете ЦАГИ 1-ЭА. Организаторами мероприятия были ЦАГИ, ОАО «Камов», ОАО «Туполев» и МВТУ им. Н.Э. Баумана. Открыл собрание директор научно-мемориального музея А.П. Красильщиков. Он представил собравшимся видеофильм и фотовыставку о деятельности А.М. Черемухина.