ПТИЦА ФЕНИКС — К ИСТОРИИ ВЕРТОЛЕТА ПОПЕРЕЧНОЙ СХЕМЫ

 
К  ИСТОРИИ ВИНТОКРЫЛОГО АППАРА ТА 
ПОПЕРЕЧНОЙ  СХЕМЫ,
ИЛИ ШАГ ВПЕРЕД, ДВА ШАГА НАЗАД

Надежды и разочарования, триумфы и трагедии, рекорды и катастрофы – все тернии на пути к звездам пришлось испытать создателям винтокрылых аппаратов.  Может быть, самые выразительные и контрастные гримасы судьбы пришлись на долю истории геликоптера поперечной схемы.

Первый подобный проект принадлежит изящному перу английского баронета и, по совместительству, выдающегося ученого — аэродинамика Джорджа Кейли. 170 лет назад, в 1843 году, он опубликовал в британском журнале статью с  рисунком «Воздушной повозки» — аппарата с двумя бипланными несущими винтами, расположенными поперечно по отношению к направлению полета. Поскольку этот аппарат был снабжен также двумя тянущими винтами, по существующей в настоящее время традиции  его можно назвать винтокрылом.

Поперечная схема винтокрылого аппарата выглядит гармоничной, наиболее близкой к тому, что изобрела природа в ходе неимоверно продолжительной эволюции. Стальные руки-крылья самолета, раскинутые, подобно крыльям, несущие винты. Симметрия создает гармонию, гармония – источник красоты и вдохновения.

Первые геликоптеры, которым удалось оторваться от земли,  выполнялись по более или менее симметричным схемам, хотя красивыми они были, наверное, разве лишь в глазах своих создателей. Соосная модель Мориса Леже (1905 год), четырехвинтовой геликоптер братьев Бреге и профессора Рише, двухвинтовой геликоптер продольной схемы механика Корню (1907).  

В начале 20-х годов XX столетия начали осторожно щупать воздух невысоко от земли соосные аппараты Патераса Пескара, четырехвинтовые француза Этьена Эмишена, а также эмигрировавшего из России в США Григория Ботезата. В этих попытках недоставало поперечной схемы винтов. Восполнить пробел решил Генрих Берлинер (Henry Berliner), сын американского изобретателя граммофона Эмиля Берлинера, который еще в 1907 пытался построить геликоптер собственной конструкции.  В 1922 году Генрих основал собственную авиационную компанию, где реализовал несколько проектов самолетов и геликоптеров.  Наиболее успешным оказался Berliner № 5 «Helicoplane» — самолет с трехпланным 12-метровым крылом, на концах которого устанавливались два несущих винта диаметром 4,6 м. Аппарат оснащался мотором  BR2 Bentley Rotary мощностью 220 л.с. Взлетный вес машины составил 870 кг, вес пустого — 748 кг. При летных испытаниях гибрид достиг скорости полета 64 км/ч. Однако устойчивость машины оставляла желать лучшего, высота полетов не превышала четырех метров

В продолжение трех десятков лет после первых подъемов в воздух геликоптеров Бреге и Корню шло не слишком быстрое улучшение летных характеристик винтокрылых машин. Только в конце 1936 года соосный «Жироплан» Бреге-Доран установил официальные рекордные показатели: высота полета — 158 м, скорость полета – 94 км/ч.

 

Триумф пришел, откуда не ждали. Из забытой Версалем нацисткой Германии. В 1937 году, миру, как чертик из табакерки,  явился геликоптер поперечной схемы  FW-61, поднявшийся на высоту 2440 м. Через год высота полета достигла 3407 м. В полете по замкнутому маршруту FW-61 развил скорость 123 км/ч: если не шикарные, то вполне приличные, даже по самолетным меркам того времени, летные характеристики. Геликоптер так уверенно управлялся, что немецкая спортсменка-летчица Ханна Райч летала на нем в закрытом помещении, под куполом выставочного павильона в Берлине. Построенный на основе опытного FW-61 военный геликоптер FA-223 стал первым, серийно выпускаемым геликоптером. Первым геликоптером, испытанном в реальных боевых делах. 

Конечно, вертолетный мир сразу вспомнил о преимуществах поперечной схемы. Одним из вдохновившихся поперечной идеей стал американский промышленник штата Пенсильвания Лоренс Ли Пейдж. Этот довольно пробивной коммерсант совместно с конструктором автожиров  Г. Плэттом  в 1938 году основал компанию Platt-LePage и сумел убедить армейское руководство США в перспективности геликоптерного дела. В апреле 1940 года армия США объявила конкурс, в котором приняли участие четыре фирмы — Platt LePage, Vought-Sikorsky, Kelett и Pitcaim. 19 июля того же года военное ведомство США и компания Platt-LePage подписали контракт, предусматривающий разработку геликоптера, способного поднимать груз 550 кг со скоростью 5 м/с. Геликоптер получил обозначение XR-1. На нем установили 440-сильный мотор Pratt и Whitney R-985-21, приводящий в действие два трехлопастных ротора диаметром 11,71 м. Экипаж из двух человек размещался в закрытой кабине с хорошим обзором.  Готовность опытного образца для летных испытаний определили к январю 1941 года. Первый кратковременный подъем геликоптера на небольшую высоту состоялся 12 мая 1941 года на авиабазе в Эддистоуне. В ходе испытаний обнаружились сильные резонансные колебания, неудовлетворительная управляемость. В мае 1943 года случилась авария, ремонтные работы растянулись на год. Программу испытаний с грехом пополам закончили, но в 1946 году военные предпочли отдать машину в музей. Немногим лучше оказалась судьба модификации XR-1A, летные испытания которой начались 27 мая 1943 года. За счет усиления конструкции фюзеляжа уменьшились вибрации, но 26 октября 1946 года и этот вариант потерпел аварию, на этот раз из-за поломки в правом роторе. Конгресс прекратил финансирование капризной машины и, в конце концов, вообще отказался от услуг коммерсанта, несмотря на его настойчивые попытки возобновить сотрудничество с армией. 

Более основательно вертолетом поперечной схемы занялись русские. В 1937-1938 годах для детального знакомства с зарубежной авиационной техникой Наркомат авиационной промышленности СССР направил вертолетчика Ивана Братухина в европейские страны (Францию, Бельгию и Великобританию). В командировке Братухин особенно внимательно изучал опыт немецкого конструктора Фокке. По решению советского Правительства в марте 1940 года Братухин возглавил образованное при  Московском Авиационном Институте  опытно-конструкторское бюро (ОКБ-3), которое просуществовало 11 лет вплоть до 1951 года. Все это время с упорством и настойчивостью крестьянских предков Братухин проектировал и строил вертолеты поперечной схемы.  До этапа летных испытаний главный конструктор довел восемь опытных машин, две из которых начали выпускаться малой серией.  Однако летные качества этих вертолетов военных не вдохновили. Братухину не удалось достигнуть заявленных летных характеристик, низка была  весовая отдача вертолетов, оставался высоким уровень вибраций: в армии они не прописались.

Схема виновата!

Но почему 10 лет назад получилось у Фокке?

Один из возможных ответов – различие принципиальных конструктивных решений. Немецкий конструктор установил один мотор, поместив его в центральную часть фюзеляжа. При этом вынесенными на поперечные консоли стали лишь несущие винты с редукторами. Братухин оснастил вертолет двумя моторами, установив каждый из них под несущими винтами. Большая масса винтомоторной группы на упругом основании крыла предопределила проблему низкочастотных резонансов. Впоследствии такая же проблема возникла у похожего по конструктивной схеме винтокрыла Ка-22 конструкции Николая Камова.

Итак, в 50-х годах эйфория по отношению к винтокрылому аппарату поперечной схемы  закончилась, эту схему стало модно ругать, подозревать в подлом отношении к конструктору.

Прошло еще через 10-15 лет. И вновь поперечная схема поразила вертолетный мир. В 1961 году выполненный по поперечной схеме винтокрыл Н. Камова Ка-22 установил 8 мировых рекордов. В 1969 году поперечный гигант М. Миля В-12 добавил в копилку мировых рекордов еще семь абсолютных достижений, некоторые из которых вряд ли будут превзойдены в обозримом будущем.

 Ура поперечной схеме!

  Увы, обе замечательные машины, созданные в неявном соперничестве соратниками-соперниками русской вертолетной школы, остались невостребованными.  Построенные в двух-пяти опытных экземплярах они закончили свою недолгую, но яркую жизнь в музеях.

Но, подобно мифической птице Феникс, поперечная схема вновь и вновь возрождается из пепла.

В 1989 году совершил первый полет выполненный по поперечной схеме конвертоплан Bell V-22 Osprey.  Несмотря на заоблачную цену аппарата в 116 миллионов долларов, он принят на вооружение армией США. В 2008 году Пентагон заключил контракт на дополнительную поставку 167 Osprey на общую сумму 10,4 млрд. долларов. 

А вот одноместный геликоптер Solotrek XFV разработки Майкла Мошье (Michael Moshier), летает пока только в фильмах.

Но кто знает, чего можно ожидать от геликоптера поперечной схемы? 

Гениальное предвидение Джорджа Кейли вряд ли когда нибудь перестанет  тревожить воображение создателей винтокрылой техники.

 

Добавить комментарий

WordPress SEO