 |
 |
Известный конструктор советских вертолетов М. Л. Миль говорил, что давняя мечта человека, выраженная в сказке о ковре-самолете, наиболее полно воплощается в вертолете. Из леса, с вершины горы, с палубы корабля, с улицы населенного пункта, с крыши высокого здания или с крутого утеса — с любого места способен подняться вертолет и на любое место приземлиться. Справедливо и то, что вертолет — это аппарат, который наиболее экономичен в перевозке грузов, поскольку взлетает и садится вертикально и может работать на режиме висения. При этом висение длится довольно продолжительное время по сравнению с самолетом вертикального взлета, у которого запаса всего топлива хватает для висения не более чем на 10 — 15 мин, а при выполнении обычных полетов оно продолжается 1,5 — 2 мин. Это качество вертолета ставит его вне конкуренции среди аппаратов вертикальных взлета и посадки других типов. Именно поэтому в настоящее время вертолеты широко применяются как в военном деле, так и в народном хозяйстве.
В нашей стране первые шаги по исследованию и практическому созданию винтокрылых машин предпринимались в 1912 г. учеником Н. Е. Жуковского, впоследствии академиком, начальником кафедры аэродинамики Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского и одним из руководителей ЦАГИ — Борисом Николаевичем Юрьевым. Он разработал научно обоснованный проект аппарата, способного вертикально подниматься в воздух, совершать полет и вертикально садиться. Б. Н. Юрьев предлагал также поставить на вертолете автомат перекоса, позволявший летчику менять направление тяги несущего винта.
По этому проекту был построен макет вертолета натуральных размеров, который демонстрировался в 1912 г. на международной выставке воздухоплавания, где Б. Н. Юрьев [248] получил диплом и золотую медаль за разработку проекта геликоптера, как тогда называли вертолет.
Однако прошло более 15 лет с того времени, как в 1930 г. в ЦАГИ по схеме Юрьева был построен одновинтовой вертолет ЦАГИ 1-ЭА. Секцию в ЦАГИ в то время возглавлял А. М. Черемухин, которому и было поручено построить первый советский вертолет. Надо сказать, что работа эта являлась государственной тайной, и мы, слушатели академии, даже не подозревали об этой работе, хотя оба создателя вертолета — Юрьев и Черемухин — занимались с нами. Мировой рекорд высоты для вертолета составлял 18 м. Поэтому вначале, как, впрочем, и в настоящее время, проводились полеты летательного аппарата на привязи (на цепях). В качестве пилота выступил сам конструктор. Вертолет поднимался на 3 — 4 м и зависал. Аппарат был неустойчивым, но тем не менее 14 августа 1932 г. А. М. Черемухин поднялся на нем и достиг высоты 605 м. При спуске, у самой земли, что-то произошло, и только величайшее напряжение, самообладание и счастливый случай спасли изобретателя от гибели. Полет, который готовился три года, продолжался 12 мин. В этом полете мировой рекорд высоты для вертолетов был превышен в 33,5 раза.
Много лет спустя было опубликовано сообщение об этом о демонстрировалась документальная лента, запечатлевшая рекордный полет. Трудно себе представить, что А. М. Черемухин, этот скромный, даже несколько застенчивый человек, преподаватель, обладал не только незаурядными способностями конструктора, но и самообладанием летчика-испытателя.
Алексей Михайлович Черемухин еще в годы первой мировой войны девятнадцатилетним юношей добровольно вступил в действующую армию, и здесь началась его практическая деятельность в авиации в качестве авиационного механика. Затем он летал, принимал участие в боевых действиях, за боевые заслуги был награжден почетным Георгиевским оружием. Позднее А. М. Черемухин обучался на теоретических курсах авиации, где преподавал Н. Е. Жуковский, и в московской школе авиации. Алексей Михайлович снова воевал, был летчиком-инструктором севастопольской школы летчиков.
Поступив в 1918 г. в МВТУ, А. М. Черемухин учится и одновременно работает в аэродинамической лаборатории училища под руководством Н. Е. Жуковского, а затем после организации ЦАГИ начинает активно работать в этом институте, [249] выполняя различные по характеру расчетные и экспериментальные работы. Он участвовал в работах по созданию экспериментального самолета «Комта» и пассажирского самолета АК-1, будучи ведущим инженером по летным испытаниям этих машин. С 1923 г. началась его деятельность, связанная с созданием экспериментальной базы ЦАГИ, была построена самая большая в мире в то время аэродинамическая труба, в конструкции которой использовались весьма оригинальные деревянные фермы.
В период с 1927 по 1935 г. А. М. Черемухин возглавлял работы ЦАГИ по винтокрылым летательным аппаратам (вертолетам и автожирам). Наибольшим успехом этой работы и явилась постройка и испытание вертолета 1-ЭА. Поведение вертолета (или геликоптера, как его тогда называли) в воздухе и метод управления им никому в то время не были известны, так как аппарат 1-ЭА был вообще первым в мире геликоптером, способным летать, а не только подпрыгивать в воздух на несколько секунд, что могли делать ею заграничные предшественники. Следует отметить, что А. М. Черемухиным перед полетом были выполнены тщательные расчеты устойчивости и управляемости геликоптера 1-ЭА по имевшимся в то время весьма несовершенным методикам, поэтому полет 14 августа 1932 г. был не только выдающимся техническим достижением, но и героическим поступком. Этот полет позволяет назвать Алексея Михайловича первым в мире летчиком, свободно летавшим на геликоптере, о чем говорил А. Н. Туполев.
Впоследствии А. М. Черемухин возвратился к работам по созданию аэродинамических труб, а последние годы своей жизни он активно работал в ОКБ А. Н. Туполева, руководя расчетными я экспериментальными работами по прочности самолетов, решив ряд актуальных для своего времени задач по совместной работе обшивки и различных подкрепляющих ее элементов, по элементам стреловидного крыла большого удлинения и ряд других. Он отлично умел делать все, чем ему приходилось заниматься, будь го расчет самолета или гонкий эксперимент, строительство уникального сооружения или летные испытания Алексей Михайлович умел делать то, что делают профессионалы высокой квалификации — ювелиры, часовщики, портные, часть из сделанных им вещей можно видеть в музее Н. Е. Жуковского, где представлены сшитая Черемухиным бурка в серебряные женские серьги в виде колокольчиков, хотя самым большим увлечением в жизни А. М. Черемухина являлась авиация. [250]
Следует запомнить, что во второй половине тридцатых годов теоретические исследования, создание моделей и продувка в аэродинамических трубах проводились в ЦАГИ. Там и был построен вначале вертолет ЦАГИ 5-ЭА, а затем по проекту И. П. Братухина двухместный аппарат ЦАГИ 11-ЭА, который представлял собой первый в мировой практике винтокрылый комбинированный аппарат.
В связи с вопросами создания вертолетов в нашей стране обстоятельно изучался опыт иностранных конструкторских бюро, в том числе и такого известного французского конструктора, как Блерио{6}.
Несколько позднее, перед началом Великой Отечественной войны, конструкторским бюро Московского авиационного институте под руководством И. П. Братухина был спроектирован и построен двухвинтовой вертолет «Омега», а затем проектировались в строились вертолеты «Омега-11» Г-3 а Г-4. Вертолеты Г-3 в Г-4 были переданы в производство а выпускались в небольших сериях Одновременно с созданием и изучением вертолетов Кузнецовым, Скржинским, Камовым и Милем в ЦАГИ велись проектирование и постройка крылатых и бескрылых автожиров, некоторые из них имели довольно высокие летные данные. В частности, автожир ЦАГИ А-12 при испытаниях развивал скорость горизонтального полета до 245 км/ч а поднимался на высоту 40 5570 м.
Вертолетные конструкторские бюро в пашей стране работали над созданием вертолетов принципиально разных схем: одновинтовой схемы с хвостовым винтом и соосной двухвинтовой схемы. Каждое КБ отстаивало свою идею. Дискуссии по этому вопросу, проходившие на высоком научном уровне, привлекали много специалистов этого профиля, в том числе и работников ЦАГИ, и способствовали тому, что заказчики вертолетов задавали создателям максимально достижимые данные для каждой новой машины. Желание конструкторов доказать оптимальность выбранной ими схемы помогало делу, хотя иногда, как это бывает в технике, привязанность к той или иной идее приводила к необъективности рассмотрения иных схем и конструкций.
Говоря об отечественном вертолетостроении, следует остановиться на работах одного из старейших конструкторов этого типа летательных аппаратов Героя Социалистического [251] Труда Николая Ильича Камова. Ему принадлежит приоритет в создании так называемого автожира, воздушные винты которого, несущие аппарат, не соединены с валом двигателя, а являются роторами. Их вращает встречный поток воздуха, создаваемый при поступательном движении аппарата под действием тяговых винтов, приводимых во вращение от двигателя. Таким образом, автожир представляет собой летательный аппарат тяжелее воздуха, в котором подъемная сила создается самовращающимся винтом. Конструкторы И. И. Камов и Н. К. Скржинский, начав свои работы еще в 1928 г., создали первый советский аппарат КАСКР-1. По мере накопления опыта появлялись более совершенные и надежные аппараты этого типа. Одним из них стал автожир ЦАГИ А-7, который проходил испытания в 1934 — 1936 гг. Аппарат имел комбинированную несущую систему винт-крыло, при которой крыло разгружало винт, что увеличивало надежность работы лопастей. Автожир имел мощный двигатель и обладал достаточно высокими летными данными.
Желание овладеть вертикальными взлетом и посадкой без пробега привело специалистов к созданию автожира с вертикальным прыжковым взлетом. Он проектировался и строился в 1939 — 1943 гг. Накопленный при строительстве вертолетов и автожиров опыт позволил конструкторскому бюро Н. И. Камова впоследствии создать оригинальный аппарат — винтокрыл. В основном работа этого бюро была направлена на создание вертолетов соосной схемы. Аппараты такого типа особенно удобны при полетах с ограниченных площадок (в частности, с кораблей и при сложном рельефе местности), поскольку не имеют хвостового винта.
Один из вертолетов, созданный по проекту Н. И. Камова, — А-7-3А использовался во время Великой Отечественной войны для корректировки стрельбы тяжелой артиллерии. На этих же аппаратах совершались ночные полеты в тыл противника. Инженером первой корректировочной эскадрильи вертолетов был М. Л. Миль, который до войны участвовал в создании вертолетов в ЦАГИ.
В 1945 — 1946 гг. конструкторское бюро Н. И. Камова проектировало и строило, а затем проводило испытания легких вертолетов Ка-8 и Ка-10, Во время воздушного парада на Тушинском аэродроме один из этих вертолетов демонстрировал перед зрителями взлет с автомобиля-грузовика. Несколько позже этим конструкторским бюро были созданы вертолеты Ка-15 и Ка-18. Оба одноместные, двухвинтовой соосной схемы. Вертолетов такого типа не было еще ни у [252] нас в стране, ни за рубежом. На Ка-15 был установлен рекорд скорости полета для летательных аппаратов этого класса — 170 км/ч по замкнутому маршруту протяженностью 500 км. Масса аппарата составляла 1480 кг. Кроме летчика вертолет мог брать на борт двух пассажиров.
Многоцелевой вертолет Ка-18 представлял собой четырехместную пассажирскую машину. Его часто называли «летающим автомобилем», За оригинальность конструкции и высокие летные данные в 1958 г. на Брюссельской всемирной выставке вертолет был удостоен диплома и золотой медали.
В середине пятидесятых годов конструкторское бюро Н. И. Камова спроектировало и построило оригинальный летательный аппарат — винтокрыл, который сочетал в себе особенности самолета и вертолета. Этот аппарат имел два турбовинтовых двигателя, передававших мощность на два несущих винта (каждый диаметром 22 м) или на два тянущих винта. Этот аппарат по сравнению с вертолетом должен был обладать большей дальностью полета, так как имел крыло больших размеров и два тянущих винта. В 1961 г. на советском винтокрыле был осуществлен полег с поднятием груза 16,5 т на высоту 2588 м и установлен мировой рекорд скорости полета для летательных аппаратов этого класса — 356,3 км/ч. Трудность полета на подобных летательных аппаратах заключается в переходе от полета «по-вертолетному» к полету «по-самолетному», когда эффективность рулевого управления аппаратом как самолетом еще недостаточна. Несмотря на заманчивость сочетания взлета и посадки «по-вертолетному», а горизонтального полета «по-самолетному», винтокрылы не получили широкого распространения ни у нас, ни за границей, во всяком случае в период овладения техникой устойчивости и управляемости летательных аппаратов.
В 1965 г, конструкторское бюро Н. И. Камова спроектировало и построило применительно к той же двухвинтовой соосной схеме вертолет Ка-26 — «летающее шасси». В зависимости от назначения на этом шасси могли устанавливаться кабина на шесть пассажиров, бункер большой вместимости, который использовался для проведения различных видов сельскохозяйственных работ, грузовая платформа или средства пожаротушения. Масса вертолета составляла 3250 кг, дальность полета — до 400 км. Этот летательный аппарат с большим успехом демонстрировался на международных выставках. Интересно отметить, что Николай Ильич Камов во время этих выставок не ограничивался только [253] осмотром представленных иностранными фирмами вертолетов. Он старался полетать на них в качестве пассажира, чтобы иметь представление о поведении каждого в полете.
Вертолет Ка-26 получил широкое распространение не только в нашей стране, но и за рубежом; его поставляли в ВНР, ГДР, Японию, Швецию, ФРГ я другие страны. Эта машина имеет сертификат летной годности многих стран, включая США. Интересно отметить, что в 1984 г., т. е. почти через 20 лет после создания, вертолет Ка-26 был признан лучшим среди различных вертолетов ведущих фирм мира на международных соревнованиях в Венгрии.
В 1973 г. вместе с Н. И. Камовым на Парижском салоне вертолет Ка-26 представлял Сергей Викторович Михеев, который с 1974 г, возглавляет конструкторское бюро им. Н. П. Камова.
С. В. Михеев родился в 1938 г. в Хабаровске и прошел типичный путь советского авиационного конструктора — школа, институт, ОКБ. В ОКБ Камова Сергей Викторович начал работать в 1962 г. после окончания самолетного факультета Московского авиационного института. Включившись в активную творческую работу конструктором в отделе технических проектов, С. В. Михеев участвовал в создании большинства винтокрылых аппаратов ОКБ, в частности, он был ведущим конструктором по вертолету Ка-25К, который демонстрировался на международной выставке еще в 1967 г. За годы работы при самом непосредственном участии С. В. Михеева в ОКБ созданы многие типы боевых и гражданских вертолетов. Среди них новые вертолеты Ка-32 и Ка-126.
Вертолет Ка-126 разрабатывается по идеологии своего предшественника вертолета Ка-26, это тоже многоцелевая машина, которую можно использовать как пассажирский, почтовый, спасательный, сельскохозяйственный вертолет и т. д.
В вертолете Ка-126 сохранены достоинства своего предшественника, но конструкция создана заново. Новый вертолет оборудован современной силовой установкой, состоящей из турбовального газотурбинного двигателя мощностью 720 л. с.
В сельскохозяйственном варианте вертолет Ка-126 при максимальной взлетной массе 3250 кг может транспортировать нагрузку до 1000 кг, а его крейсерская скорость составляет 160 км/ч. Этот вертолет будет основным сельскохозяйственным вертолетом в странах — членах СЭВ. [254]
Винтокрылые машины семейства «Ка» создаются для решения широкого круга задач — от боевых палубных до гражданских сельскохозяйственных вертолетов, что предопределило основные требования к машинам — надежность, безотказность, компактность, всепогодность.
Достигнутые успехи в области конструирования вертолетов и современных радиоэлектронных комплексов позволили ОКБ под руководством С. В. Михеева создать всепогодный многоцелевой вертолет Ка-32. Эта машина прежде всего предназначена для решения проблемы хозяйственного освоения районов Крайнего Севера и Арктики. В соответствии с этим разработаны два варианта вертолета: судовой для ледовой разведки и транспортный для перевозки людей и грузов.
Вертолет Ка-32 имеет максимальную взлетную массу 12,6 т, снабжен двумя турбовальными газотурбинными двигателями ТВЗ-117 мощностью по 2225 л. с. каждый, что позволяет ему транспортировать до 5000 кг груза на внешней подвеске и до 4000 кг в кабине. Крейсерская скорость полета 230 км/ч, а максимальная продолжительность — 4,5 ч, при этом статический потолок вертолета составляет 3500 м. Вертолет Ка-32 позволяет обслуживать морские буровые платформы для добычи нефти, проводить рыбопромысловую разведку а транспортировать грузы при разгрузке морских судов, стоящих на рейде.
Высокая весовая отдача вертолета Ка-32 базируется не только на его совершенной конструкции, но и на применении новейших материалов, в частности стеклопластика для лопастей несущего винта.
Вертолет Ка-32 в 1986 г, прошел успешные эксплуатационные испытания в Арктике, где этот вертолет работал как ледовый разведчик на атомном ледоколе «Сибирь» и налетал без отказов 124 ч. Испытания показали всепогодность машины, обеспечиваемую ее пилотажно-навигационным комплексом. Он обеспечивает автоматический вывод вертолета в заданный район, координаты которого переданы на борт наземными или судовыми средствами радиотехнического обеспечения или заданы экипажем. Комплекс обеспечивает полет по заданному маршруту в различных метеоусловиях днем и ночью,
Новый вертолет весьма компактный, что является следствием не только известного преимущества соосной схемы воздушных винтов, до и оригинальной конструкции несущей системы, лопасти которой во время стоянки можно складывать вдоль фюзеляжа по направлению к хвосту. [255]
В 1988 г. ОКБ им. Н. И Камова исполнилось 40 лет; на торжественном собрании по этому поводу отмечалось, что созданные его коллективом вертолеты выполнены по соосной схеме, не имеющей аналогов ни в Советском Союзе, ни за рубежом. Еще в 1982 г, за достигнутые успехи в создании вертолетов в интересах обороны страны я народного хозяйства конструкторское бюро было награждено орденом Трудового Красного Знамени.
Для генерального конструктора С. В. Михеева характерен новаторский подход к разработке перспективных научно-технических проблем я постоянный поиск принципиально новых решений с использованием новейших достижений науки и техники. За такие принципиально новые технические решения, реализованные в одном из боевых вертолетов, Сергею Викторовичу Михееву была присуждена Ленинская премия.
ОКБ им. Н. И. Камова принадлежит честь создания массового вертолета соосной схемы, а в ОКБ другого выдающегося конструктора М. Л. Миля успешно создавались вертолеты иной конструктивной схемы.
Михаил Леонтьевич Миль, так же как и Н. И. Камов, родился в Иркутске, там поступил в Технологический институт, а затем перешел в Новочеркасский авиационный институт. Как и Камов Михаил Леонтьевич всю свою жизнь посвятил винтокрылым машинам. Ему принадлежит много теоретических работ в области аэродинамики и устойчивости автожиров и вертолетов. Эти работы были обобщены в докторской диссертации по теме «Динамика ротора с шарнирным креплением лопастей, а ее приложение к задачам устойчивости и управляемости автожира а геликоптера». В ЦАГИ, где был создан геликоптерный отдел, в роли начальника лаборатории М. Л Миль организовывал и проводил глубокие экспериментальные исследования аэродинамики несущего винта, создал ряд лабораторных установок, в том числе и натурную установку для исследования вертолетных винтов.
Как известно, перед войной и в годы войны было создано 14 типов автожиров и 7 типов вертолетов. Из-за несовершенства широкого распространения они не получили, однако на этих аппаратах были опробованы важнейшие конструктивные элементы будущих вертолетов. В качестве примера можно назвать шарнирный винт с управлением посредством автомата перекоса, был создав еще комплекс втулки с трехшарнирным креплением лопастей и изменением их шага от автомата перекоса. Кроме того, среди научных [256] работников и конструкторов не было единого мнения относительно того, по какой схеме необходимо строить вертолеты; поперечной, продольной или соосной (имеется в виду расположение винтов).
В 1947 г. в соответствии с решением межведомственной комиссии и при активном содействии командования ВВС, заинтересованного в том, чтобы на вооружении армии состояли вертолеты как для боевых, так и для транспортных целей, организуется новое конструкторское бюро во главе с М. Л. Милем. Перед коллективом этого бюро, так же как и перед ОКБ А С Яковлева и Н. И. Камова, была поставлена задача создания одновинтового вертолета.
Как известно, важнейшей частью самолета является крыло. У вертолета роль крыла выполняет вращающийся несущий винт. Суммарная подъемная сила лопастей, или, как ее называют, тяга винта, направлена вдоль оси винта. Лопастей у несущего винта может быть несколько. Все они установлены под определенным небольшим углом к плоскости вращения. Этот угол называется углом установки или углом общего шага. Подъемная сила несущего винта зависит от количества лопастей, их длины, ширины, угла установки и скорости вращения. Для уменьшения или увеличения шага винта следует изменить угол установки лопастей.
Если тяга несущего винта равна силе тяжести вертолета, он неподвижно вист в воздухе, если же тягу увеличить, вертолет начнет подниматься. Управление вертолетом производится путем изменения наклона плоскости вращения несущего винта в необходимую сторону. К преимуществам вертолета помимо вертикальных взлета и посадки следует отнести малые энергетические затраты вертолета на режиме висения, а следовательно, возможность длительного полета на этом режиме. Использование авторотации и посадка вертолета в случае необходимости с выключенными двигателями обеспечивают относительно высокую степень безопасности при отказе силовой установки.
Первый вертолет по одновинтовой схеме Ми-1, построенный с поршневым двигателем мощностью 575 л. с. конструкции А. Г. Ивченко, совершил полет в октябре 1948 г. Однако первый вертолет Ми-1 потерпел аварию, и лишь второй успешно прошел государственные испытания и был запущен в массовое производство в феврале 1950 г. По летным данным, а также по условиям пилотирования он был схож с американским и английским вертолетами того же класса. Создание Ми-1 явилось началом большой и исключительно полезной работы конструкторского бюро, руководимого [257] М. Л. Милем. В 1951 г. на воздушном параде в Тушино участвовала уже группа серийных машин Ми-1. Создается ряд модификаций этого вертолета: связной, учебно-тренировочный, санитарный, четырехместный (для нужд народного хозяйства) вариант с поплавковым шасси. Промышленность выпустила несколько тысяч таких вертолетов, которые в течение двух десятилетий несли службу и у нас в стране, а за рубежом. Дальность полета этого вертолета достигала 615 км, взлетная масса составляла примерно 2500 кг, максимальная скорость — 190 км/ч.
В период серийного выпуска вертолета Ми-1 проводилась большая работа по увеличению ресурса и надежности всех его агрегатов, в том числе и несущего винта (например, для борьбы с обледенением лопастей была разработана противообледенительная система, явившаяся новинкой в вертолетостроении). На этом вертолете советскими и польскими летчиками установлено 23 мировых рекорда, из них 11 — пилотами-женщинами. Советские вертолеты завоевали почетное место на мировой арене.
Благодаря успехам, достигнутым в создании вертолетов, конструкторскому бюро был заказан аппарат, который превосходил бы по грузоподъемности и потолку лучшие зарубежные образцы. Необходимость такого заказа была вызвана тем, что в Корее американцы успешно использовали вертолеты в военных операциях. В частности, в конце 1951 г. вертолетами с кораблей за линию береговых укреплений был высажен десант морской пехоты. С помощью вертолетов американцы доставляли боевые части в недоступные для обычного транспорта места и обеспечивали их снабжение. На вертолетах вывозились оказавшиеся в окружении подразделения. Все это вызвало «вертолетный бум» в США.
Советский десантно-транспортный вертолет Ми-4 был построен в ОКБ М. Л. Миля в конце 1952 г. Он имел высотный двигатель А. Д. Швецова мощностью 1700 л. с. и оборудование для слепых и ночных полетов. Максимальная скорость вертолета составляла 180 км/ч при полетной массе 7200 — 7800 кг, грузоподъемность — 1200 кг (максимальная — 1600 кг). Грузовая кабина вертолета Ми-4 была рассчитана на перевозку 16 десантников или автомашины ГАЗ-69. Американский вертолет S-56 лишь через два года имел данные, сходные с данными вертолета Ми-4.
Было организовано широкое серийное производство вертолета Ми-4. Машина имела несколько модификаций, предназначенных как для военных целей, так и для нужд народного хозяйства. На вертолете было установлено семь мировых [258] рекордов, а на Всемирной выставке в Брюсселе Ми-4 завоевал золотую медаль.
Одна из трудностей вертолетостроения того времени заключалась в проблеме создания надежных лопастей несущего винта, обладающих достаточным запасом прочности. Этим вопросом долго и упорно занимались конструкторское бюро М Л Миля и промышленные предприятия совместно с лабораторией прочности ЦАГИ. Наконец, в 1957 г. появились лопасти из цельной металлической трубы. Ресурс этих лопастей был увеличен до 1000 ч. Впоследствии созданию лопастей различной конструкции ОКБ уделяло постоянное внимание, так как лопасть является одной из наиболее важных деталей вертолета, от которой в первую очередь зависит безопасность полета. В начальный период эксплуатации вертолетов Ми-4 произошло несколько тяжелых аварий по причине отрыва лопастей рулевого винта вследствие его недостаточной динамической прочности. Тщательные исследования, в том числе и натурные, с попыткой «оторвать» лопасть от винта проводились для выяснения причин этого явления. В результате удалось создать падежную конструкцию, которая успешно эксплуатируется в течение многих лет.
Вертолетом Ми-4 завершилась эпоха поршневого вертолетостроения. За большую проделанную работу коллектив ОКБ в 1958 г. был удостоен Ленинской премии.
Возможности отечественной техники позволили перейти к созданию вертолета большой грузоподъемности с газотурбинной силовой установкой. Таким вертолетом стал Ми-6. В октябре 1957 г. во время испытательного полета на нем был поднят груз 12 т на высоту 2432 м, что являлось мировым рекордом и в два раза превышало груз, поднятый на американском вертолете S-56. В иностранной печати сообщалось, что новый русский гигант Ми-6 может поднять любой самый большой западный вертолет с полной нагрузкой. Это оказалось справедливым. В течение 12 лет ни в США, ни в Европе не было создано вертолета большей или равной грузоподъемности. В первые годы после создания на вертолете было установлено 12 мировых рекордов скорости полета и максимальной высоты поднятия груза.
В транспортном варианте вертолет Ми-6 мог перевозить 65 человек, в десантно-транспортном — тяжелую военную технику массой до 12 т внутри фюзеляжа и до 8 т на наружной подвеске. Вертолет нашел применение и в народном хозяйстве, в частности для транспортировки буровых установок и других грузов в труднодоступные районы, а также в качестве летающего крана при монтаже различных сооружений. [259] Кроме того, широкое распространение имели санитарный и другие варианты машины.
Для перевозок крупногабаритных грузов массой до 12 т на базе вертолета Ми-6 создается вертолет-кран Ми-10, который мог транспортировать крупногабаритные грузы длиной до 20 м, высотой 3,5 м и шириной 5 м на расстояние до 250 км. В 1961 г. во время воздушного парада в Тушино этот вертолет доставил на аэродром дом геологоразведочной партии. На вертолете-кране с укороченным шасси удалось установить мировой рекорд грузоподъемности: груз 25,1 т был поднят на высоту 2840 м.
На одной из Парижских авиационных выставок во время воздушного парада советский вертолет-кран нес в качестве груза автобус (типа ЛАЗ), германо-американский кран должен был пронести бочки с маслом или что-то в этом роде, однако этот полет не состоялся к большому неудовольствию его организаторов. Американский кран S-64A, представленный на этой выставке, имел взлетную массу 17,2 т, советский — 43,7 т, а поднимаемый ими максимальный груз составлял соответственно 8,5 и 15 т.
Дальнейшая работа ОКБ Миля была связана с созданием вертолета с газотурбинной силовой установкой (ГТД), поскольку она оказалась в 4 — 5 раз легче поршневой и на Западе уже появились вертолеты с ГТД. Снижение массы двигателей автоматически повлияло на снижение массы конструкции самого вертолета. Предполагалось, и не без оснований, что каждый сэкономленный на двигателях килограмм массы сделает возможным при той же заданной полезной нагрузке снизить взлетную массу машины на 3 — 4 кг, а так как масса силовой установки у поршневых вертолетов составляла 25% массы пустой машины (в частности, у вертолета Ми-4), вертолет с ТВД той же грузоподъемности, что и поршневой, получался со взлетной массой, меньшей на 40 — 50%. Помимо этого, повышение энерговооруженности позволяло увеличить крейсерскую скорость вертолета о ГТД, а также компенсировать несколько более высокий удельный расход топлива газотурбинного двигателя.
Первым вертолетом такого типа с двумя двигателями газотурбинной конструкции стал 28-местнып вертолет, получивший наименование Ми-8. При создании этого вертолета специалистам пришлось преодолеть ряд трудностей. Немало хлопот доставила, в частности, проблема создания надежного хвостового винта.
Вертолет Ми-8 превосходит Ми-4 по максимальной грузоподъемности в 2,5 раза, а по скорости в 1,4 раза. Его, как [260] и другие вертолеты этого ОКБ, охотно закупали за рубежом. На этом вертолете было установлено шесть мировых рекордов, один из них — женским экипажем.
Позднее, в начале восьмидесятых годов, был создан вертолет Ми-17, являющийся дальнейшим развитием вертолета Ми-8. Благодаря новым двигателям и ряду других усовершенствований летно-технические характеристики этой винтокрылой машины значительно улучшились, особенно при эксплуатации в горах и в условиях жаркого климата.
При создании вертолета Ми-17 были использованы многие конструктивные решения, хорошо зарекомендовавшие себя многолетней эксплуатацией в различных условиях вертолета Ми-8. Установка на вертолете Ми-17 двух турбовальных двигателей ТВЗ-117МТ взлетной мощностью по 1900 л. с. повысила энерговооруженность вертолета и увеличила его максимальные скорость полета до 250 км/ч, высоту до 5000 м и дальность до 495 км при нормальном взлетном весе 11 100 кг. Вертолет может транспортировать груз 4000 кг в грузовой кабине или крупногабаритный груз 3000 кг на наружной тросовой подвеске. В другом варианте загрузки в грузовой кабине, оборудованной системой отопления и вентиляции, на откидных сиденьях размещаются 24 человека.
Вертолет Ми-17 имеет вспомогательную силовую установку, которая обеспечивает не только запуск двигателей на земле воздушными турбинами, но и возможность производства работ по техническому обслуживанию, т. е. автономность его базирования. Комплекс пилотажно-навигационного оборудования и автопилот позволяют выполнять полеты в сложных метеоусловиях и в ночное время. При эксплуатации вертолета с неподготовленных площадок перед входными каналами двигателя могут быть установлены съемные пылезащитные устройства.
Вертолет Ми-17 начал успешно эксплуатироваться в Аэрофлоте.
Завершил создание легких вертолетов с газотурбинными установками вертолет Ми-2 (взлетная масса — 3,55 т), который проектировался специально для народнохозяйственных целей и имел несколько модификаций. По соглашению между СССР и Польской Народной Республикой его производство было налажено на заводах ПНР.
Перед передачей этого вертолета для серийного производства в Польшу часть нашей делегации после успешной демонстрации на выставке в Париже советских газотурбинных вертолетов сделала остановку в Варшаве, где также были [261] показаны Ми-8 и Ми-6. Было принято решение совершить на них перелет по Польше на один из авиационных заводов, где предполагалось выпускать наши вертолеты. В перелете участвовали П. В. Дементьев и М. Л. Миль. Это была не просто прогулка, а демонстрация надежности советских вертолетов. И надо сказать, она способствовала ускорению решения вопроса о постройке вертолетов. На заводах Польши был по-деловому обсужден порядок передачи документации для производства и технической помощи со стороны советских конструкторов и технологов.
В результате усилий польской промышленности уже в мае 1966 г. на Парижской авиационной выставке ПНР впервые демонстрировала вертолет Ми-2 собственного производства.
Конструкторское бюро, руководимое М. Л. Милем, отличалось созданием современных конструкций, которые принимались на вооружение, широко внедрялись в производство и экспортировались в различные страны. Это заставляло коллектив уделять много внимания испытаниям новых образцов, доводке своих конструкций и устранению выявленных недостатков. Вместе с тем текущая работа не мешала М. Л. Милю работать над созданием более грузоподъемных и более совершенных вертолетов. Свидетельством тому являлось установление более 860 официальных рекордов на созданных в ОКБ аппаратах. К сказанному можно добавить, что в 38 странах мира в различных климатических условиях с успехом эксплуатировались эти летательные аппараты.
Совершенство советских вертолетов, особенно Ми-8, широко подчеркивалось в иностранной печати. Американские специалисты, имевшие возможность изучить русские вертолеты, демонстрировавшиеся на Парижской авиационной выставке, были поражены успехами нашей вертолетной техники. По мнению двух летчиков, представлявших американские фирмы «Локхид» и «Белл», советский вертолет Ми-8 по общей схеме, летным качествам и комфортабельности превосходит американский вертолет S-61. Что касается более тяжелых вертолетов Ми-6 и Ми-10, американские специалисты отмечали, что эти машины не имеют в США соответствующих эквивалентов, а между тем конструкция их кажется относительно простой и основывается на технике, которая привела к созданию вертолета Ми-8. Напомним, что максимальная масса Ми-6 при взлете могла составлять 42500 кг, а Ми-10 — 43000 кг. В то время это являлось рекордом и привлекало внимание не только широкой публики, по и специалистов. [262]
Присутствовавшие на Парижской авиационной выставке 1965 г. запомнили ее. Советский Союз впервые показал свои вертолеты, при этом с таким эффектом, что, когда гигантский вертолет-кран Ми-10 совершал свои демонстрационные полеты, внимание всех было привлечено к нему.
В день 60-летия генерального конструктора, Героя Социалистического Труда, лауреата Ленинской и Государственной премий, доктора технических наук М. Л. Миля выступавшие говорили, что тысячи машин с эмблемой «Ми» с успехом применяются во всех районах нашей страны, выполняя самую различную работу; перевозят грузы, спасают людей, строят опоры линий высоковольтных передач, обрабатывают колхозные поля и несут службу в Вооруженных Силах.
По ходу работы М. Л. Миль охотно организовывал широкие конференции и совещания для обсуждения научных вопросов, например по выбору схем вертолета и др. Он был образцом инженера и ученого, который не отделял себя от практики, понимая, что чистые кабинетные изыскания оказываются иногда ненужными, а подчас и вредными для дела. На конференциях и совещаниях он обстоятельно и с большой эрудицией излагал свои взгляды и теоретические положения, всегда подкрепленные точными расчетами и выводами о направлении развития данного вида техники. Особенно интересны его расчеты, связанные с улучшением силовых установок на вертолетах и их перспективностью.
Завершающим в деятельности ОКБ М. Л. Миля летательным аппаратом стал вертолет Ми-12, который 6 августа 1969 г. поднял груз 40 150 кг и достиг с ним высоты 2250 м, установив тем самым новый мировой рекорд. При демонстрации этого вертолета на авиационной выставке в Париже оказалось, что он по своим размерам превосходит все летательные аппараты, за исключением самого большого американского десантного транспортного самолета С-5А. Вертолет, действительно, более чем в два раза превосходил по размерам существующие в США тяжелые вертолеты «Чинук» и СП-53 и был в четыре раза тяжелее их. Сергей Сикорский — директор отделения, представлявший в Европе известную вертолетостроительную фирму США, говорил, что перед инженерно-техническим достижением, каким является вертолет Ми-12, можно только снять шляпу.
Неудивительно, что самым интересным экспонатом международной авиационной и космической выставки в Париже в 1971 г., как писали журналисты, «звездой первой [263] величины» — был советский вертолет-гигант Ми-12. На смотровой площадке аэродрома Бурже сверхзвуковые лайнеры Ту-144 и «Конкорд» оказались рядом с нашим Ми-12 и размещались под мотогондолами вертолета. Максимальная масса машины составляла 105 г, длина грузовой кабины — 28,3 м, общая мощность четырех двигателей — 26 000 л, с., крейсерская скорость — 240 км/ч.
Авиационных конструкторов удивили не только феноменальные тактико-технические данные вертолета, но и смелое, принципиально новое решение конструктивных проблем, связанных с компоновкой двигателя, созданием новых редукторов, трансмиссий несущих винтов. Вертолет Ми-12 в отличие от других машин, созданных ОКБ Миля, построен по поперечной схеме. Кабина вертолета длиной 28,3 м и высотой 4,4 м вписана в фюзеляж длиной 37,2 м. По мнению специалистов, применение поперечной схемы на этом вертолете весьма необычно в наше время, однако обеспечивает отличную скороподъемность, хорошие характеристики при планировании, а маневры, например, при снижении я выравнивании перед посадкой выполняются точнее чем вертолетами продольной схемы. В горизонтальном полетов поперечная схема дает некоторое преимущество перед продольной схемой благодаря отсутствию интерференции между винтами. Двигатели на Ми-12 размещаются в гондолах поблизости от несущих винтов, в результате чего уменьшается масса массивных участков трансмиссионных валов, а уменьшение изгибных деформаций вследствие установки двигателей вне фюзеляжа также приводит к уменьшению массы конструкции.
Вопреки утверждениям некоторые аэродинамиков о том, что поперечная схема размещения силовых установок неприемлема из-за возникновения перекрестных связей управления, наши инженеры сумели создать удачную конструкцию. Надежность Ми-12 была продемонстрирована ее только на выставке, но и во время перелета протяженностью свыше 7000 км над странами Европы, предпринятого целях пропаганды высоких летно-технических качеств вертолета.
В иностранной печати сообщалось, что дебют русского транспортного вертолета-гиганта Ми-12, несомненно, повлияет на вертолетостроение во всем мире и заставит призадуматься тех, кто высказывает сомнение относительно надежности и рентабельности эксплуатации такой огромной машины.
Создание этого гиганта явилось поистине новаторской работой [264] советских конструкторов. Решение сложнейших проблем наиболее рациональными средствами и оригинальным способом свидетельствует о гениальном замысле, воплощенном в идее вертолета Ми-12. Он предназначен для выполнения уникальных операций, например транспортирования экспедиций в районы Арктики или поиска нефтяных месторождений. Вертолет, можно сказать, заменил железную дорогу там, где еще не ступала нога человека. Из сказанного следует, что Ми-12 является экономически выгодным летательным аппаратом.
Целесообразным представляется использование тяжелого транспортного самолета в паре с соответствующим вертолетом, так как в этом случае грузы можно доставлять издалека самолетом на подходящую для него посадочную площадку, а затем перевозить вертолетом прямо к месту назначения, В течение некоторого времени такую пару составляли самолет АН-12 и вертолет Ми-6. Логическим развитием этого принципа могла бы служить пара самолет Лы-22 (или Ил-76) и вертолет Ми-12.
Все сказанное ранее о деятельности конструкторского бюро имени М. Л. Миля подтверждает правильность принятого в свое время решения о создании этого специализированного вертолетного ОКБ, которым в настоящее время руководит М. Н. Тищенко.
Марат Николаевич Тищенко родился в 1931 г. Окончив с отличием в 1956 г. Московский авиационный институт, начал свой творческий путь в ОКБ Московского вертолетного завода в бригаде аэродинамики. Став учеником М. Л. Миля и одним из его ближайших помощников, Марат Николаевич в качестве заместителя главного конструктора непосредственно руководил разработкой, постройкой и испытаниями одного из самых необычных летательных аппаратов — стотонного вертолета Ми-12.
После смерти Михаила Леонтьевича в 1970 г. М. Н. Тищенко возглавил конструкторское бюро. Уже под его непосредственным руководством были продолжены и успешно завершены работы по созданию вертолетов семейства Ми-24.
Появление вертолета Ми-24, а затем эффективное его боевое применение на различных театрах военных действий (имеются в виду военные конфликты в Южной Азии, на Ближнем Востоке и в Африке) вызвало поток публикаций в западной прессе. О Ми-24 писалось не иначе как о новой «грозной силе» Советов. Одним из принципиальных отличий Ми-24 от других современных боевых вертолетов является возможность использовать его для десантирования. [265]
Действительно, для своего времени (прототип Ми-24 совершил первый полет еще в 1969 г.) этот вертолет имел наиболее мощное и совершенное вооружение и наиболее мощное бронирование. В то же время это был самый скоростной вертолет. На одном из его вариантов, имевшем обозначение А-10, был установлен абсолютный для вертолета рекорд скорости, равный 367 км/ч
Затем был разработан, испытан и принят в эксплуатацию самый грузоподъемный вертолет мира из когда-либо строившихся серийно — вертолет Ми-26.
Создание этого винтокрылого гиганта закрепило мировое лидерство Советского Союза в области тяжелого вертолетостроения, которое принадлежит нашей стране с 1957 г. (с момента создания вертолета Ми-6).
Вертолет Ми-26 совершил первый полет в конце 1977 г. После успешного завершения летных испытаний стал выпускаться серийно, поступил в широкую эксплуатацию, поставляется за рубеж. Возможность транспортировать габаритные 20-тонные грузы как внутри фюзеляжа, так и на внешней подвеске открывает новые перспективы в развитии народного хозяйства нашей страны. Данные Ми-26 впечатляют, тем более что самый большой из современных вертолетов Запада — СН-53Е «Суперстеллион» может поднимать всего лишь 14,5 т и перевозить этот груз на значительно меньшие расстояния.
Высокие летно-технические данные вертолета Ми-26 позволили весьма эффективно использовать его при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г.
Одна из последних работ коллектива — самый маленький отечественный вертолет Ми-34 с взлетной массой порядка 1 т.
Машина рассчитана на сложный спортивный пилотаж с большими перегрузками. Установленный на вертолете Ми-34 поршневой двигатель обеспечивает высокую приемистость, столь необходимую спортивному аппарату, и расход топлива, соизмеримый с автомобильным (всего лишь 45 л/ч). Последнее обстоятельство имеет особое значение, так как выполняется одно из самых важных условий того, чтобы сделать обучение искусству управления вертолетом доступным для курсантов аэроклубов.
Ми-34 может быть использован, так же как легкий пассажирский транспорт (4-местный вариант), для доставки врача к больному, для связи и для решения множества других задач. [266]
В настоящее время генеральный конструктор, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии, избранный в 1987 г. член-корреспондентом Академии наук СССР, М. Н. Тищенко и руководимый им творческий коллектив ОКБ им. М. Л. Миля работает над созданием новых образцов винтокрылых машин.
В заключение можно сказать, что советские вертолеты отлично зарекомендовали себя не только как транспортное средство, но и как удобные и экономные строительные машины. И если первые попытки использования вертолетов (Як-24) в строительном деле, предпринятые при восстановлении Большого дворца в г. Пушкине и ансамбля Петродворца, разрушенных гитлеровцами, поразили специалистов, то сегодня и прокладка трубопроводов, и установка буровых вышек, и монтаж троллейбусных линий (например, на трассе Симферополь — Ялта), и монтаж тяжелого оборудования в заводских цехах стали нормой в применении современных вертолетов. Не меньшую роль вертолеты играют в охране лесных богатств страны, обеспечивая оперативную высадку противопожарных десантов и оперативное руководство тушением пожара.
Рассказывая о советском вертолетостроении, следует особо отметить большую роль в разработке летательных аппаратов этого типа ученых ЦАГИ, которые в специально созданной лаборатории активно и творчески ведут теоретические и экспериментальные исследования. Коллектив ученых работает над решением вопросов, связанных с будущим вертолетостроения, и круг этих вопросов очень широк: увеличение грузоподъемности как для вертолетов, так и для винтокрылов, возрастание скорости полета вертолетов и винтокрылов, а может быть, и комбинированных вертолетов с новыми типами несущих винтов, наконец, разработка новых схем, к которым можно отнести вертолеты с поворотным крылом (и винтами), аппараты с поворотными вентиляторами, аппараты со складывающимися винтами и т. д.
Сайт «Военная литература»: militera.lib.ru
Издание: Пономарев А. Н. Советские авиационные конструкторы. — М.: Воениздат, 1990.
|
