В августе 1954 года летчики Е. Ф. Милютичев и Ю. А. Гарнаев начали заводские летные испытания второго серийного Як-24 (заводской № 2720201), а 25 октября Гарнаев выполнил на нем первый беспосадочный перелет из Ленинграда в Москву продолжительностью около пяти часов. Освоив Як-24, Гарнаев в одном из отчетов о заводских испытаниях отметил: «Як-24, являющийся первым отечественным вертолетом продольной схемы, с точки зрения летчика, имеет целый ряд преимуществ по сравнению с вертолетами однороторной схемы и заслуживает, на мой взгляд, широкого внедрения».

В декабре 1954 года машину № 2720201 в третий раз предъявили на государственные испытания. Затем к ним присоединился вертолет № 2720301 (третий серийный), который Ю. А. Гарнаев и второй пилот А. П. Богородский перегнали из Ленинграда в Москву 14 марта 1955 года. Как и прежде, ведущими на этом этапе испытаний были инженер А. М. Загордан, летчик-испытатель Павел Иванович Шишов, второй пилот – В. И. Кравченко. Комиссию по государственным испытаниям возглавлял командующий десантно-транспортной авиацией маршал Н. С. Скрипко.

Транспортировка автомобиля ГАЗ-53 на внешней подвеске

На этот раз, как следует из акта по результатам государственных испытаний, завершившихся весной 1955 года с положительным результатом, вертолет испытания выдержал и по летно-техническим данным соответствовал постановлению правительства (за исключением практического потолка, не превышавшего 4200 метров вместо заданного 5500 метров). И хотя замечаний по машине хватало, Як-24 все же рекомендовали к принятию на вооружение.

В ходе государственных испытаний в середине января 1955 года на аэродроме ЛИИ Як-24 продемонстрировали высшему командному составу Советской Армии. На показе присутствовали министр обороны СССР маршал Г. К. Жуков и его первый заместитель А. М. Василевский.

17 декабря 1955 года экипаж Е. Ф. Милютичева поднял груз весом 4000 кг на высоту 2902 метра, а Г. А. Тиняков – 2000 кг на 5082 метра, что было зарегистрировано ФАИ в 1956 году как мировые рекорды.

Для улучшения боковой устойчивости вертолета в 1956 году решили заменить V-образное оперение неподвижным стабилизатором с поперечным V=20 градусов. На концах стабилизатора разместили килевые шайбы. Эту доработку выполнили на Як-24 № 2720301.

Внешне Як-24 производил впечатление цельнометаллического летательного аппарата, выполненного по передовой для тех лет технологии. В действительности его фюзеляж представляет ферменную конструкцию с полотняной обшивкой. В передней части фюзеляжа размещалась трехместная кабина экипажа (два летчика и стрелок-радист). Здесь же размещалась подвижная стрелковая установка с пулеметом А-12,7 калибра 12,7 мм. В грузовой кабине имелся люк, закрывающийся двустворчатыми крышками и предназначенный как для транспортировки грузов на внешней подвеске, так и для загрузки на режиме висения людей и грузов весом до 200 кг. В хвостовой части грузовой кабины располагался грузовой люк с трапом.

Лопасти несущих винтов состояли из стального лонжерона и закрепленных на нем с помощью хомутов фанерных нервюр. Значительная часть поверхности лопасти обшивалась перкалью.

Летом 1958 года на территории ГДР совершил вынужденную посадку вертолет И. И. Сикорского S-55. По результатам обследования машины М. Л. Милю, Н. И. Камову и И. А. Эрлиху дали задание ускорить отработку цельнометаллических клееных лопастей. Но на Як-24 их установили лишь во время первой реставрации вертолета, экспонирующегося в Монинском музее ВВС.

Пассажирский вариант вертолета Як-24П

В июне 1956 года летчики К. Д. Таюрский (НИИ ВВС) и Ю. А. Гарнаев (ЛИИ) провели заводские летные испытания головного серийного Як-24 и перегнали его в Москву.

Несмотря на довольно продолжительную доводку вертолета, серийным машинам сопутствовали неудачи. 27 октября 1956 года при облете Як-24 (заводской № 03306, летчик Милютичев) в Ленинграде на высоте 70 метров появилось прогрессирующее правое скольжение. Пытаясь парировать его, летчик ввел вертолет в левый разворот, который стал самопроизвольно возрастать с переходом машины в спираль с креном до 40 градусов. Отклонение ручки управления и педали вправо никак не отразилось на положении машины. Пришлось отключать муфты сцепления и садиться на режиме авторотации. Это был третий подобный случай, зарегистрированный на Як-24. Как показало расследование, причиной аварии стали недостаточная боковая устойчивость и управляемость вертолета, в связи с этим рекомендовалось ОКБ внедрить на серийных машинах стабилизатор новой конструкции.

В начале января 1957 года серийный Як-24 (заводской № 27203308), оснащенный стабилизатором с килевыми шайбами, предъявили в НИИ ВВС. На этой машине в поперечном канале системы управления установили необратимые гидроусилители. Однако это не помогло полностью устранить дефект поперечной управляемости предыдущих машин, выявленный в ходе государственных испытаний. Так, на скоростях полета 120–130 км/ч не хватало отклонения влево ручки управления для вывода вертолета в прямолинейный полет со скольжением при некоторых положениях педалей.

Тем не менее специалисты НИИ ВВС рекомендовали внедрить эти доработки на ранее выпущенных вертолетах и запретили полеты на них днем в сложных метеоусловиях и ночью в простых метеоусловиях строем до проведения специальных летных испытаний.

Специалисты авиационной промышленности довольно оперативно устраняли замечания заказчика, пытаясь довести машину до кондиции. Так, в сентябре 1957 года на базе ленинградского завода № 272 начались государственные испытания вертолета № 04305, на котором в системе поперечного управления установили переменные (дифференциальные) по скорости полета упоры, ограничивавшие ход педалей. Это повысило безопасность полета, так как «упоры предупреждали летчика от передачи управления в положение, при котором наступало ухудшение управляемости».

В таком варианте на заводе № 272 построили большинство винтокрылых машин.

Эксперименты по дозаправке топливом морского судна с помощью вертолета Як-24

Для расширения возможностей на Як-24 (бортовой № 35) установили устройство внешней подвески (с вертлюгом) грузов весом до 3500 кг.

20 июля 1957 года на Комендантском аэродроме в Ленинграде начались заводские испытания вертолета-трубоукладчика Як-24 «Нерпа», предназначенного для прокладки полевого магистрального трубопровода ПМТ-100 для подачи горючего к местам дислокации боевой техники через непроходимые для колесной и гусеничной техники участки суши. По бортам серийной машины (заводской № 03310) размещались четыре кассеты, в которых могло находиться до 88 труб (средний вес трубы – 30,5 кг). Взлетный вес вертолета при этом достигал 14 900 кг. Раскладка осуществлялась в автоматическом режиме вдоль выбранной трассы. Перед раскладкой (за 40–50 метров до начала) с вертолета сбрасывалась «кошка» с тросом длиной 600–650 метров, вращавшим барабан. Разматываясь, трос вращал ролик задающего механизма сброса труб, и начинал работать указатель путевой скорости. Был предусмотрен и аварийный сброс труб без применения «кошки».