Согласно бортового журнала штурмана винтокрыл Ка-22М 01-01 взлетел в 3 часа 57 минут, но вскоре вернулся из-за неисправности (течь масла из-под неплотно закрытой пробки маслобака левого редуктора) и в 4 часа 10 минут произвел посадку. В 4 часа 55 минут состоялся повторный взлет и через час - посадка в Туркестане. Там уже находился винтокрыл 01-03 Гарнаева, у которого перед посадкой в кабине появился дым. При осмотре обнаружилось отворачивание гайки левой опоры синхронизационного вала. Осмотрели и заправили машину 01-01. По объяснению механика Ю. Т. Денисова, здесь был обнаружен и устранен люфт шлиц-шарнира левого автомата-перекоса. Жуков вместе с контрольным мастером Болотовым произвели осмотр несущей системы и промывку лопастей. Мотористы Ворсин и Коноплев сделали осмотр и чистку двигателей. Мутьянов произвел осмотр опор синхровала и по указанию Бирюлина вскрыл съемную панель крыла и замерил зазор второй опоры, который оказался нормальным.
Взлет винтокрыла 01-01 из Туркестана на Кзыл-Орду был произведен в 9 часов 53 минут. Через час при подлете к Кзыл-Орде борт 63972 (винтокрыл 01-01) сообщил, что топлива хватает, и запросил разрешения на пролет. Кзыл-Орда пролет разрешила. Это было в 10 часов 55 минут - с момента первого взлета из Ташкента прошло почти 7 часов. Летели на высоте 2100 метров. По расчету средняя скорость составила 220 ка/час. Ветер был с левого борта со скоростью 12, 5 м/с. В 11 часов 13 минут винтокрыл вошел в зону авиадиспетчерской службы аэропорта Джусалы. Установили связь и запросили условия посадки: курс 240 на запасную полосу, где было выложено посадочное «Т». Борт 63972 просил разрешить ему заход на посадку прямо с курса и сообщил, что полосу он хорошо видит и будет садиться «по-самолетному». Диспетчер посадку на основную полосу разрешил. В районе аэропорта Джуса- i лы в это время находился рейсовый самолет Ил-14 (борт 1619, пилот Петросов), которому была разрешена посадка на запасную полосу. После катастрофы винтокрыла Петросов сделал круг над местом происшествия. В объяснительной записке он написал: «За 10-15 секунд до катастрофы я находился на прямой, заходя на посадку с курсом 240 на запасную полосу. Винтокрыл находился впереди меня на удалении 300-400 метров и на 50-80 м ниже. В этот момент высота моего самолета была 130-150 метров, скорость планирования 220 км/час по прибору. Ввиду того, что дистанция между нашими бортами не изменялась визуально, считаю что скорость планирования винтокрыла была в пределах 200-220 км/час. Никаких отклонений от нормальной траектории планирования винтокрыла не наблюдалось. На высоте 50-70 м винтокрыл слегка скабрировал (я увидел это по изменению проекции винтокрыла при взгляде сзади и сверху), затем стал разворачиваться влево с одновременным переворотом на спину. Характер разворота - сначала замедленный, затем энергичный с переходом в крутое отрицательное пикирование. Винтокрыл столкнулся с землей, развалился и вспыхнул. Из очага пламени в южном направлении отлетели две-три крупные детали, оставляя шлейф пыли по земле». В подробной объяснительной записке диспетчер аэропорта Скутилин приводит все разговоры с экипажем винтокрыла, которые, к сожалению, не были записаны отказавшим магнитофоном. Левый разворот и переход в спираль отметил и старший диспетчер врио, начальника аэропорта Опенкин. Никто из наблюдавших не заметил изменений в поведении несущих и тянущих винтов. Во время катастрофы погиб весь экипаж: летчики-испытатели Д. К. Ефремов и О. К. Яр-кин, штурман В. С. Школяренко, бортмеханик И. Л. Куслицкий, бортрадист Б. Г. Поляничко, ведущий инженер В. А. Николаев, экспериментатор Ю. И. Емельянов.
На следующий день в Джусалы вылетел Ли-2 с членами аварийной комиссии. Давила тяжесть внезапно нагрянувшей огромной беды. Первое яркое воспоминание - сравнительно небольшие груды исковерканного обгоревшего металла, разбросанные по ровному полю, над которым возвышался хвост винтокрыла. Не было ничего целого, и казалось, что нельзя ничего найти, не за что зацепиться, чтобы что-то понять. Кроки места катастрофы были уже сделаны. Было видно, что машина упала, не долетев примерно 2 км до полосы. Упала, развернувшись почти на 270° от своего курса и оставив в земле концы всех восьми лопастей. Она не опрокинулась, фюзеляж лег вдоль полосы курсом 270°. Почти в одной плоскости со следами от лопастей лежали левый и правый тянущие винты и правый редуктор несущего винта. Сзади лежали левая и передние ноги шасси. На юг шел след качения компрессора - 20 выбоин глубиной до 20 см и большое количество лопаток.
Аварийную комиссию, состоящую из представителей заводов и НИИ, возглавлял опытный Б. Я. Жеребцов. Как всегда, возникали, рассматривались и отпадали разные версии случившегося. Одновременно с непрекращающимися заседаниями проводился осмотр места, фотографирование с Ми-4 и с земли, изучение показаний очевидцев. Через 2-3 дня большая часть комиссии улетела в Ташкент, оставив на месте катастрофы подкомиссию, в которую вошли члены комиссии С. В. Сергиен-ко, А. Ф. Селихов, Баршевский и привлеченные к ее работе специалисты: Ю. С. Брагинский, И. Г. Болотов, А. А. Дмитриев, А. И. Дрейзин, А. И. Козырев, Е. А. Кошелев, Э. А. Петросян, Э. В. Токарев, В. И. Сорин, Е. И. Филатов. Было начато подробное исследование остатков системы управления. Все они были выложены на контуре винтокрыла, проведена проверка комплектации и предварительная экспертиза обнаруженных деталей. Состояние выложенных узлов и деталей свидетельствовало о значительных повреждениях от удара о землю и пожара. Большинство тросов обгорели и имели разрывы, ролики были уничтожены, тяги исковерканы и сгорели. Изломов усталостного характера не обнаружено. Тан-дерные соединения тросов имели нормальное свинчивание и контровку. Исключение составлял тандер троса 24 около кронштейна с роликом АМ5942-00-1. Ролики с этим тросом были обнаружены в яме от удара правого тянущего винта на расстоянии 8-10 метров от обгоревшего конца правого крыла. Они не обгорели. Наряду с другими работами комиссия сочла необходимым исследовать кронштейны бустеров и тан-дерное соединение троса 24 в заводских условиях, а также произвести необходимые расчеты для того, чтобы выяснить поведение винтокрыла в случае разрушения кронштейна бустера циклического шага или разъединения тан-дера троса 24 в полете.