Очень сильно приходилось увеличивать и хорду лопасти, что вызывало опасность резкого увеличения шарнирных моментов.
Учитывая все эти трудности, главный конструктор принял решение о создании небывалого в мировой практике пятилопастного несущего винта диаметром 35 м. Еще больше уменьшить диаметр винта было уже невозможно.
Вертолет уже эксплуатировался, однако находились критики, которые, опираясь на современные, часто довольно отвлеченные теоретические исследования, утверждали, что нужно было делать вертолет с большей энерговооруженностью, а его винт более многолопастным (восьми- или десятилопастным), при этом не учитывая, что создание втулки и системы управления для такого винта в то время являлось проблемой. Большую же энерговооруженность обеспечить было невозможно, так как просто не было подходящих двигателей большей мощности.
Опираясь не на абстрактные теоретические выкладки, а учитывая реальные возможности осуществления конструкции, рассмотренные уже с позиции сегодняшнего дня, представляется несомненным, что параметры несущего винта вертолета Ми-6 выбраны были М. Л. Милем совершенно правильно.
С этой разработкой М. Л. Миль выступает уже в конце 1953 года. Проект принимается, и 11 июня 1954 года. ОКБ дается задание на разработку нового тяжелого десантно-транспортного вертолета Ми-6 с турбинными двигателями П. А. Соловьева.
Одновременно ОКБ Н. И. Камова дается задание построить винтокрыл Ка-22 с теми же двигателями, предназначенный для применения примерно в тех же условиях.
Уже в самом начале проектирования перед конструкторским бюро М. Л. Миля встало множество трудных проблем, и на первом месте среди них — создание большого несущего винта диаметром 35 м и главного редуктора, который должен передавать необычно высокую для вертолетостроения того времени мощность 11000 л.с. с крутящим моментом на выходе до 60 000 кгм (главный редуктор вертолета S-56 был рассчитан на передачу мощности 4000 л.с.).
В процессе проектирования все эти проблемы были успешно разрешены.
В ОКБ П. А. Соловьева было предложено применить двухступенчатый дифференциальный планетарный редуктор. Это предложение было принято, и впервые в вертолетной практике был создан такой редуктор. Рабочее проектирование, изготовление и все доводочные работы были выполнены в ОКБ П. А. Соловьева под руководством Г. П. Калашникова.
Наиболее острой была проблема создания лопастей несущего винта.
М. Л. Милем была предложена принципиально новая конструкция лопастей, состоящая из стального лонжерона с отдельными секциями каркаса, крепящимися к лонжерону только в одной средней точке и поэтому не участвующими в общем изгибе лопасти. Это освобождало каркас от значительных переменных нагрузок и позволяло применить для него обычную самолетную конструкцию с заклепочными соединениями. Эта конструкция явилась дальнейшим развитием идеи М. Л. Миля, примененной еще при создании первой опытной цельнометаллической лопасти Ми-4, в которой освободить каркас от нагрузок при изгибе лопасти так и не удалось.
Быстро освоить производство лонжерона лопасти из одной трубы в то время металлургическая промышленность не могла, и было решено сделать его из трех состыкованных труб. О применении заклепочных стыков не могло быть и речи. Их прочность была явно недостаточной. Решение было найдено после того, как А. Э. Малаховским были предложены фланцевые стыки с предварительной затяжкой через упругую гайку.
После анализа данных многих профилей для концевой части лопасти был принят профиль ЦАГИ, предложенный Я. М. Серебрийским.
Было очевидно, что при высоких относительных скоростях полета вертолета и больших окружных скоростях вращения лопасти применявшаяся ранее для расчетов теория Глауэрта — Локка дает большую ошибку. Поэтому нужно было создать фактически новые методы расчета и получить достаточно надежные экспериментальные данные. Для этого в ЦАГИ на натурной вертолетной установке НГУ М. К. Сперанским были проведены испытания модели несущего винта Ми-6 диаметром 12,5 м.
При расчетах летных данных вертолета Ми-6 с комбинированной несущей системой использовались уже новые методы аэродинамического расчета, разработанные в ОКБ М. Л. Милем и А. С. Браверманом. На базе этих работ в основном были выполнены заданные вертолету Ми-6 летные данные.
Значительные трудности были преодолены при проектировании втулки несущего винта и автомата перекоса.
Впервые на втулке Ми-6 были применены гидравлические демпферы.
Удалось удачно решить конструкцию основных узлов этих уникальных по размерам агрегатов, воспринимающих в полете большие нагрузки и работающих в условиях повышенных деформаций. Этому способствовали новые конструктивные решения (применение в осевых шарнирах упорных подшипников с «повернутыми» бомбинированными роликами, разработка быстродействующих центробежных ограничителей свеса, размещенных внутри узлов вертикальных шарниров, подбор жесткостных характеристик элементов, влияющих на распределение нагрузки по длине игольчатых роликов многорядных подшипников горизонтальных и вертикальных шарниров), а также новые уточненные методы расчета подшипниковых узлов, разработанные М. А. Лейкандом.
Весной 1957 года из цеха выкатили первый вертолет Ми-8 (заводское обозначение В-6). Постройкой вертолета руководил ведущий конструктор М. Н. Пивоваров.
Ведущим инженером по летным испытаниям стал Д. Т. Мацицкий. Заместителем главного конструктора по вертолету Ми-6 был Н. Г. Русанович.
В июне того же года вертолет Ми-6 совершил свой первый полет. Летные испытания вертолета начались с измерений напряжений в наиболее ответственных узлах, и прежде всего в лопастях несущего винта. Вначале напряжения на лонжероне оказались очень большими, но путем различных доработок лопасти (установка грузов, введение ступенчатой аэродинамической крутки лопасти и, наконец, изменение конфигурации и толщин стенок труб лонжерона) удалось довести их до приемлемых величин.
30 октября 1957 года на вертолете Ми-6 во время испытательного полета был установлен первый мировой рекорд. Груз в 12 тонн поднят на высоту 2432 метра. Это в два раза больше того, что смогли показать американцы на своем самом большом в то время вертолете Сикорского S-56. Позже (в сентябре 1962 г.) на вертолете Ми-8 был поднят еще больший груз — 20,1 тонна на высоту 2738 метров.
Зарубежная авиационная пресса воспринимает сообщение о первом рекорде Ми-6 как сенсацию.
В журнале «Ньюслеттер» Американского вертолетного общества появляется статья западного специалиста в области винтокрылых аппаратов Л. Р. Лукасена, который, сопоставляя достижения в области вертолетостроения западных стран и Советского Союза, констатирует, что «новый русский гигант Ми-6 может поднять любой самый большой западный вертолет с полной нагрузкой». Он высказал мнение, что русские в области создания тяжелых вертолетов на много лет опередили Запад. В течение 12 лет вертолет Ми-6 носит титул самого большого вертолета мира, который он уступил только в 1969 году своему же собрату, вертолету В-12, а в 1977 году — Ми-26.
По результатам заводских испытаний проводятся необходимые доработки вертолета. Вместо двигателя ТВ-2В, с которым проходили испытания опытные вертолеты, ОКБ П. А. Соловьева создает новый двигатель Д-25В с той же мощностью, но построенный на основе второго каскада внутреннего контура самолетного газотурбинного двигателя Д-20П. Двигатель Д-25В имел меньшую длину и примерно на 350 кг меньший вес, но несколько больший расход топлива.
В июле 1959 года начались совместные испытания вертолета Государственным комитетом авиационной техники и ВВС. В октябре закончился их первый этап — этап главного конструктора. По рекомендации заказчика вертолет Ми-6 так же, как в свое время вертолет Ми-4, до окончания государственных испытаний в конце 1959 г. запускается в серийное производство. Для этого был выделен Ростовский завод. Началось серийное производство вертолетов и их эксплуатация в частях ВВС. Одновременно продолжаются государственные испытания. Эти испытания оканчиваются только в 1963 году, и вертолет принимается на вооружение.
Параллельно с испытаниями вертолета Ми-6 и его серийным производством продолжаются доводки вертолета.
В процессе этих работ лопастям несущего винта трапециевидной формы в плане с лонжероном, состыкованным из нескольких труб, пришли на смену лопасти прямоугольной формы с лонжероном из одной цельной трубы переменного сечения и с переменной толщиной стенки. Постоянно совершенствуется технология изготовления этой трубы, главным образом в направлении увеличения ее динамической прочности. Вводится механический наклеп ее наружной поверхности и дробеструйный наклеп внутренней поверхности. Совершенствуются средства контроля, улучшаются антикоррозионные покрытия. В результате создается конструкция лонжерона, не требующая ограничений по ресурсу. В конструкцию хвостовых частей отсеков каркаса был введен сотовый заполнитель. Все это привело к повышению динамической прочности лопасти, к улучшению ее аэродинамических характеристик. Ресурс с 50 часов в 1957 году был повышен до 700 часов в 1968-м. Продолжает совершенствоваться конструкция каркаса лопасти и его крепления к лонжерону. Новой опытной конструкции лопасти после налета в эксплуатации около 1000 часов ресурс продлен до 1200 часов.
Вертолет Ми-6 сначала летал без автопилота, затем на нем был установлен автопилот АП-31, а позднее более совершенный АП-34. Применение автопилота и установка дополнительного, по сравнению с Ми-4, навигационного оборудования (гирополукомпас ГПК-52, астрокомпас, маркерный приемник и др.), введение в состав экипажа штурмана и применение электрической антиобледенительной системы для входов в двигатели, а также для лопастей несущего винта (на лопастях Ми-4 была применена спиртовая система) — все это позволило использовать вертолет Ми-6 в ночных полетах и практически в любую погоду. По сути дела, Ми-6 стал практически всепогодным вертолетом.
Основной вариант вертолета Ми-6 — десантно-транспортный. С помощью машин этого типа решаются задачи по перевозке тяжелой военной техники весом до 12 тонн внутри фюзеляжа и до 8 тонн на наружной подвеске.